El oxígeno es un elemento vital para la vida tal como la conocemos. Sin embargo, recientemente, científicos han descubierto una forma de oxígeno que desafía nuestras expectativas actuales sobre su comportamiento. La investigación ha sido publicada en Nature.
Se trata del oxígeno-28, un isótopo que posee el mayor número de neutrones jamás observado en el núcleo de un átomo de oxígeno. Aunque se creía que debería ser estable, se descompone rápidamente. Esto cuestiona lo que pensábamos acerca de los números «mágicos» de partículas en el núcleo de un átomo.
Para entender esto, es esencial saber que el núcleo de un átomo contiene partículas subatómicas llamadas nucleones, compuestas por protones y neutrones. El número atómico de un elemento se define por la cantidad de protones, mientras que la cantidad de neutrones puede variar. Estas variaciones se conocen como isótopos.
Observando isótopos
Antes del hallazgo, el mayor número de neutrones observado en un isótopo de oxígeno era 18. Pero ahora, el equipo liderado por el físico nuclear Yosuke Kondo del Instituto de Tecnología de Tokio en Japón identificó dos nuevos isótopos de oxígeno: el oxígeno-27 y el oxígeno-28, que contienen 19 y 20 neutrones respectivamente.
El experimento se llevó a cabo en la Fábrica de Haces de Isótopos Radiactivos RIKEN, donde se produjeron estos isótopos inestables. El equipo logró crear oxígeno-28 al disparar un haz de isótopos de calcio-48 contra un objetivo de berilio, produciendo átomos más ligeros, incluido el fluoruro-29. Luego, este fluoruro-29 se separó y colisionó con un objetivo de hidrógeno líquido para eliminar un protón y formar oxígeno-28.
Lo sorprendente es que tanto el oxígeno-27 como el oxígeno-28 son inestables y se descomponen rápidamente en oxígeno-24 y varios neutrones sueltos. Esto es intrigante en el caso del oxígeno-28, ya que los números «mágicos» para protones y neutrones son 8 y 20 respectivamente, lo que sugeriría que el oxígeno-28 debería ser estable.
Números mágicos
Los números «mágicos» en física nuclear hacen referencia a la cantidad de nucleones que llenarán completamente una capa. Un núcleo atómico con capas de protones y neutrones que contienen números mágicos de cada uno se denomina «doble mágico» y se considera excepcionalmente estable.
De hecho, la mayoría del oxígeno presente en la Tierra, incluido el que respiramos, es una forma de oxígeno doble mágico, conocida como oxígeno-16.
Se anticipaba que el oxígeno-28 sería el siguiente isótopo doble mágico después del oxígeno-16, pero los intentos previos de localizarlo no tuvieron éxito. Los hallazgos de Kondo y su equipo sugieren que la capa de neutrones no se había llenado. Esto plantea dudas sobre si el 20 es un número mágico para los neutrones.
Este descubrimiento también parece relacionarse con un fenómeno conocido como la «isla de inversión» que se observa en isótopos de neón, sodio y magnesio, donde las capas de 20 neutrones no están completamente llenas. Esta observación se extiende al fluoruro-29 y, ahora, al oxígeno-28.
Aunque este descubrimiento ha arrojado más preguntas que respuestas, ha abierto una nueva ventana al misterioso mundo de los núcleos atómicos. Por ahora, sabemos que los núcleos doble mágicos podrían ser mucho más complicados de lo que se pensaba inicialmente, brindándonos una nueva perspectiva sobre el enigmático mundo de los núcleos atómicos.
