Volumen 17 - Nº 98 Abril - Mayo 2007

Planetas, cometas y asteroides del sistema solar y aun nuestro propio Sol, son acumulaciones de los escombros remanentes de la explosión de alguna estrella en el pasado. En aquellas con suficiente masa la formación de los elementos se realiza mediante la unión –fusión– de dos elementos más livianos, proceso durante el cual se libera energía que es a su vez utilizada para inducir nuevas reacciones similares. Sin embargo, este mecanismo de formación de elementos no puede continuar más allá del níquel –ubicado en la posición veintiocho de la tabla periódica– porque desde allí la fusión nuclear no entrega más energía. En ese estado, la estrella se vuelve inestable ante la presión de su propia gravedad y colapsa en una explosión denominada supernova. El resultado es una violenta expulsión de partículas subatómicas entre las que se destacan los neutrones, partículas constitutivas del núcleo atómico sin carga eléctrica (a diferencia de los protones que tienen carga eléctrica positiva). En las estrellas, los núcleos comienzan a capturar algunos de los abundantes neutrones de la explosión y, la mayoría, sin tiempo a decaer antes de capturar al siguiente, se convierten en núcleos inestables muy ricos en neutrones. Finalmente, el flujo de estos se detiene y los núcleos comienzan a emitir radiación decayendo hacia la estabilidad en la que los encontramos hoy en día.

 Pero una cosa es entender el mecanismo de formación y otra es traducir ese entendimiento en ecuaciones que permitan describir la formación y la abundancia de los elementos sintetizados. Para ello es necesario antes conocer en detalle la probabilidad de que ocurran distintos procesos de reacción en núcleos muy alejados de la estabilidad. Estas probabilidades se determinan en laboratorios midiendo tiempos de decaimiento o a través de los resultados producidos por el choque de dos núcleos. Si bien buena parte de estas probabilidades son conocidas ha habido en los últimos años algunas sorpresas.

Hasta hace aproximadamente una década los físicos habían representado al núcleo atómico como un conglomerado de protones y neutrones, denominados nucleones, aglutinados formando una gota líquida, bien cohesionada, y con una superficie más o menos definida. Sin embargo, mediciones llevadas a cabo utilizando haces de partículas radiactivas alteraron radicalmente esta imagen. Lo que los físicos descubrieron fue la presencia de una suerte de halo en una gran variedad de núcleos. La palabra halo indica que estos núcleos en lugar de comportarse como una gota bien definida lo hacen como si estuviesen rodeados de un material nuclear difuso. Esto tuvo un fuerte impacto en la forma de calcular la probabilidad de ocurrencia de las reacciones nucleares y, consecuentemente, en el cálculo de los procesos de fusión en las estrellas.

Pág. 18-23