Reacciones nucleares en laboratorio que imitan a supernovas

Ardiendo más brillante que miles de millones de soles, la energética muerte estelar conocida como supernova ha permitido últimamente a los científicos descubrir propiedades fundamentales del universo.

Ahora los físicos esperan descubrir nuevos secretos cósmicos recreando algunas características de las supernovas en el laboratorio.

El Solenoide Resonador con Transmisión Exclusiva (RESOLUT) reúne un pequeño número de instalaciones alrededor del mundo capaces de recrear algunas de las emisiones y reacciones que ofrecen los mayores fuegos artificiales de la naturaleza.

“Estamos realizando experimentos que replican, de una forma muy controlada, las explosiones que tienen lugar en las estrellas”, dijo Ingo Wiedenhöver, físico de la Universidad Estatal de Florida, donde se aloja RESOLUT en un laboratorio acelerador de partículas.

Recientemente se usó RESOLUT para crear tipos específicos de núcleos radiactivos hallados en las supernovas de Tipo 1a.

Las supernovas de Tipo 1a tienen lugar cuando un tipo de estrella conocida como enana blanca alcanza una masa crítica y comienza a fusionar carbono cerca de su centro. La explosión nuclear se dispersa por toda la estrella aproximadamente en un segundo y esparce el contenido de la estrella. El infierno termonuclear no deja rastros tras de sí.

Debido a que las supernovas de Tipo 1ª liberan virtualmente la misma cantidad de energía, el brillo observado de tales explosiones varías sólo con la distancia a la Tierra, y por tanto pueden usarse como estándar para medir las distancias interestelares.

“Esto es lo que los astrofísicos llaman una “candela estándar” para medir distancias”, dijo Wiedenhöver. “Al mismo tiempo miraron el desplazamiento al rojo observado [que describe la velocidad a la que la supernova se aleja de la Tierra] y miden la expansión del universo”.

Observaciones recientes de supernovas ultra-distantes sugieren que el universo se expande a una razón acelerada, lo que contradice el punto de vista de una expansión estable del famoso astrónomo Edwin Hubble. Una mejor comprensión de las reacciones que tienen lugar dentro de una supernova ayudarían a los astrónomos a crear un mapa más preciso del universo.

“No todas las supernovas de Tipo 1a tienen el mismo brillo”, dijo Wiedenhöver. “Nuestro trabajo es hacer un modelo de diferencias de brillo. Para hacer esto necesitamos comprender la física de las explosiones”.

Las reacciones en sí mismas no están bien estudiadas, principalmente porque los isótopos altamente inestables del núcleo radiactivo no se encuentran en la Tierra.

“Los astrofísicos les dirán que necesitan más información sobre la física nuclear de estos exóticos isótopos”, dijo Wiedenhöver. “Este tipo de física verdaderamente ha empezado a tener éxito en los últimos cinco años gracias a instalaciones como ésta”.

RESOLUT no es la única instalación de Norteamérica que usa un rayo de partículas atómicas para aislar núcleos raros en un acelerador de partículas, pero es el único con su flexibilidad. El Acelerador TRIUMF de la Universidad de British Columbia y la instalación ORELA en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Tennessee tienen, admite Wiedenhöver, “mejores rayos, pero nosotros podemos seleccionar con mayor libertad qué isótopos estudiar”.

Ninguno de estos experimentos es el primero en imitar las explosiones del espacio profundo. En 2001, los físicos que experimentaban con un nuevo tipo de materia llamado condensado Bose-Einstein llegaron a crear una explosión en miniatura que en ciertos aspectos recuerda a una supernova.


Autor: Ben Mauk
Fecha Original:
28 de agosto de 2007
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