Aunque el material se descompone demasiado rápido para poder medirlo directamente, los investigadores esperan que sus hallazgos ayuden a los científicos a comprender mejor cómo se forman los átomos. Esto se debe a que este exótico isótopo, un elemento químico con más o menos neutrones en su núcleo de lo habitual, puede ayudar a definir las limitaciones de los modelos que utilizan los científicos para calcular cómo funcionan los átomos.
“Al probar estos modelos y mejorarlos cada vez más, podemos inferir que Cómo funciona lo no medido "Estamos midiendo lo que podemos medir para predecir lo que no podemos medir", afirmó. Este descubrimiento, que llena todos los vacíos en el conocimiento científico sobre los átomos, ayudará a mejorar las teorías que desarrollan los científicos para explicarlos. En particular, las mediciones realizadas por el equipo de los productos de desintegración radiactiva del isótopo proporcionan nuevos conocimientos sobre las energías de enlace de los electrones que orbitan alrededor de los núcleos atómicos, según el resumen del estudio.
En circunstancias normales, el magnesio puro es un metal blando y gris con un número atómico de 12, lo que significa que en su núcleo hay 12 protones y partículas cargadas positivamente. Es altamente inflamable y la intensa luz blanca emitida por la varilla de magnesio ardiendo a menudo deslumbra a los estudiantes en las clases de química.
Como muchos elementos químicos, el magnesio se origina a partir de reacciones de fusión en estrellas envejecidas. Fue descubierto en la Tierra porque estrellas muertas hace mucho tiempo explotaron como supernovas y "sembraron" las nubes interestelares que formaron nuestro sistema solar. El magnesio es relativamente abundante en la corteza terrestre y desempeña un papel químico importante en muchos compuestos biológicos e industriales.
El isótopo estable más común del magnesio, hay 12 neutrones y partículas con carga neutra en cada núcleo, por lo que la masa atómica de esta versión del elemento es 24. De ahí que se le llame magnesio 24.
En su experimento, los investigadores aceleraron un haz de núcleos de magnesio-24 a la mitad de la velocidad de la luz en el Laboratorio Nacional de Ciclotrones Superconductores de la Universidad Estatal de Michigan, un acelerador circular de partículas de energía ultra alta. Luego dispararon un haz de núcleos de magnesio a alta velocidad contra un objetivo de lámina metálica hecho de berilio.
Durante este paso, la colisión crea una "sopa" de isótopos ligeros de magnesio entre los que los investigadores pueden elegir: el isótopo inestable magnesio-20, que contiene sólo ocho neutrones cada uno, la desintegración radiactiva se produce en unas pocas décimas de segundo. segundo.
Luego, los investigadores corrieron contra el tiempo para disparar núcleos de Mg-20 a otro objetivo de berilio a unos 30 metros (65.438+000 pies) de distancia, nuevamente a aproximadamente la mitad de la velocidad de la luz.
Uno de los productos de la colisión es el recién descubierto isótopo magnesio 18, que es el isótopo de magnesio "más ligero" de la historia, con 12 protones y 6 neutrones en el núcleo.
La mayoría de los núcleos atómicos rápidamente se "enmascaran" con electrones (partículas cargadas negativamente) del entorno, convirtiéndose en átomos de elementos que luego pueden combinarse con otros tipos de átomos para formar compuestos.
Pero el recién descubierto isótopo de magnesio 18 es muy inestable y tiene una vida corta: al haber tan pocos neutrones, el núcleo se desintegra muy rápidamente, y la vida media es muy larga, que es lo que hace falta para que la mitad del núcleo se desintegre debido a la desintegración radiactiva, el tiempo es inferior a un sexto de segundo, o de 10 a 21 segundos.
Esto significa que desaparece tan rápidamente que el núcleo de magnesio-18 ni siquiera tiene la posibilidad de estar cubierto de electrones, por lo que existe como un núcleo "desnudo", y sólo por un corto tiempo.
De hecho, este isótopo tiene una vida tan corta que el magnesio-18 nunca abandona el berilio, sino que se desintegra dentro de él, por lo que los investigadores dedujeron su presencia a partir de los signos de su desintegración: protones e isótopos perdidos. 16 y Declaración, Oxígeno-14.
“Fue un esfuerzo de equipo”, dijo Brown. "Es emocionante. No todos los días la gente descubre nuevos isótopos."
Los científicos han identificado miles de isótopos de 118 elementos comunes en la tabla periódica, y cada año se añaden más isótopos.
Brown es el autor principal de un artículo que describe el descubrimiento publicado la semana pasada en la revista Physical Review Letters. También participan científicos de la Universidad de Pekín en China y de la Universidad de Washington en St. Louis.