El Descubrimiento Subatómico al que le Temían los Científicos

10 noviembre 2017  |  MundoCiencia Oficial
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Dos físicos han dado con un descubrimiento subatómico tan poderoso, que se cuestionaron si sería demasiado arriesgado hacerlo público.

Lo que los investigadores habrían descubierto es que dos pequeñas partículas elementales, denominadas quarks, podrían fusionarse y teóricamente, generar un estallido sin precedentes. Estas “quarks-explosiones” serían un símil subatómico pero mucho más poderoso, que las reacciones de fusión nuclear dadas en los núcleos de las bombas de hidrógeno.

Los quarks son pequeñas partículas elementales que se unen para formar protones y neutrones dentro de los átomos. Existen seis tipos de quarks: arriba, abajo, cima, fondoextraño y encantado.

Un descubrimiento subatómico pero sin aplicaciones militares

Las actividades energéticas a nivel subatómico se calculan en megaelectronvoltios (MeV) y cuando dos quarks se fusionan, producen unos 138 MeV de energía. Eso es aproximadamente 8 veces más de lo que genera una reacción de fusión nuclear en una bomba individual de hidrógeno, que fusionan diminutos núcleos de hidrógeno, deuterones con tritones, para dar lugar a una de las mayores explosiones conocidas por el hombre. Cada una de esas reacciones nucleares, por separado, libera alrededor de 18 MeV, según el portal web especializado Nuclear Weapon Archive, contrastando mucho con los 138 MeV que generaría la explosión de los quarks.

Cabe considerar que las bombas de hidrógeno sólo alcanzan su enorme capacidad destructiva gracias a una reacción en cadena de varias bombas.

“Debo admitir que cuando confirmé que tal reacción era posible, sentí miedo”, dijo a Live Science el co-investigador Marek Karliner, de la Universidad de Tel Aviv, en Israel.

Las bombas termonucleares (de hidrógeno) se han convertido en las armas más destructivas de la historia, siendo varias veces más poderosas que las bombas nucleares de Hiroshima y Nagasaki. Foto: Wikimedia.org

Las bombas termonucleares (de hidrógeno) se han convertido en las armas más destructivas de la historia, siendo estas mucho más poderosas que las bombas nucleares de Hiroshima y Nagasaki. Foto: Wikimedia.org

Aunque Karliner y Jonathan Rosner, de la Universidad de Chicago (EE.UU.), determinaron que tal reacción en cadena no sería posible con los quarks.

“Si por un momento hubiese pensado que podría llegar a tener aplicaciones militares, de ninguna manera habría publicado el hallazgo”, expresó Karliner.

Para provocar una reacción en cadena, los fabricantes de bombas nucleares necesitan grandes reservas de partículas. Y debido las características inherentes a los quarks, resulta imposible almacenarlos. Pasado 1 picosegundo (aproximadamente el tiempo que tarda la luz en recorrer la mitad de un grano de sal) despues de ser creados estos desaparecen, descomponiéndose en un tipo de partícula elemental mucho más común y menos explosiva, conocida como quark arriba.

Podría ser posible crear reacciones de fusión individuales entre quarks fondo dentro de un acelerador de partículas. Pero inclusive allí “no se podría reunir una masa de quarks lo suficientemente grande como para causar una explosión eventualmente destructiva” explicaron los investigadores. Por lo que no hay porqué preocuparse de bombas de quarks fondo.

Así todo se trata de un descubrimiento subatómico muy emocionante, ya que es la primera prueba teórica que devela la posibilidad de fusionar partículas subatómicas de formas tal que liberen energía, comentó Karliner.

¿Cómo dieron con el hallazgo?

En la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en inglés), las partículas son comprimidas alrededor de un anillo subterráneo de 27 kilómetros de largo, a una velocidad cercana a la de la luz, antes de estrellarse entre sí. Luego, los científicos usan poderosas computadoras para examinar los datos de esas colisiones, encontrando algunas veces, partículas desconocidas hasta entonces para la ciencia. En junio de 2017, algo bastante peculiar apareció en los informes sobre uno de esos choques de partículas: un “doble barión encantado”. Primo de los neutrones y protones, que se compone de dos pares de quarks fondo y cima, denominado quark encantado.

Imagen del Gran Colisionador de Hadrones. Foto: home.cern

Imagen del Gran Colisionador de Hadrones. Foto: home.cern

Ahora bien, los quarks encantados son muy pesados en comparación de los quarks arriba y abajo, los cuales son más comunes, siendo los que componen a los protones y neutrones. Cuando partículas pesadas se unen, transforman gran parte de su masa en energía que es liberada al espacio.

Asimismo, en el momento en que dos quarks encantados se fusionan, las partículas se enlazan con una fuerza aproximada de 130 MeV y expulsan 12 MeV de energía sobrante. Esta fusión, fue la primera reacción de partículas registrada a nivel subatómico y que emitía energía con esta magnitud.

La fusión entre dos quarks fondo es aún más potente, uniéndose con una fuerza de 280 MeV, al tiempo que liberan 138 MeV. Se trata de la segunda reacción más poderosa descubierta hasta la fecha.

Si bien estas reacciones subatómicas han sido completamente teóricas, el próximo paso debiese ser su prueba en un laboratorio. Marek Karliner señaló que espera ver los primeros experimentos que muestren esta reacción en los próximos años.

Fuentes: Space.com, LiveScience.com

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