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Los 'nudos' nucleares pueden desentrañar los misterios de los átomos: Las estructuras conocidas como skyrmions posiblemente superarían los obstáculos en los cálculos de la física atómica.

Las estructuras en forma de nudo llamadas skyrmions podrían ayudar a los científicos a desenredar el funcionamiento interno de los núcleos atómicos., un estudio de reemplazo sugiere. Un skyrmion podría ser una pequeña perturbación en una sustancia extremadamente, un patrón giratorio que, una especie de nudo, es dificil de deshacer. en los años sesenta, El físico Tony Skyrme sugirió que estas estructuras, ya que él lo nombró, podrían representar protones y neutrones dentro de un núcleo en cálculos teóricos.. sin embargo, a pesar de alguna promesa inicial, el concepto golpea inconvenientes. particularmente, Los cálculos de Skyrmion crearon núcleos mal formados..

helium atomic nucleus

TODO ANUDADO Las estructuras en forma de nudo llamadas skyrmions podrían ayudar a los científicos a estudiar el núcleo de un átomo, como helio Foto: SPL/CIENCIA

Pero actualmente, los investigadores han mejorado sus cálculos de cómo los protones y los neutrones deberían agruparse dentro de la imagen de Skyrmion.. Aquellos resultados acordes con las expectativas apoyaron el conocimiento experimental., el equipo informa en un estudio extremadamente en prensa en Physical Review Letters.

Así es como funciona el concepto: dentro de un núcleo, partículas conocidas como piones ar perpetuamente zumbando alrededor, sirviendo para llevar el núcleo a lo largo. incluso cuando el leptón de grado asociado tiene un campo eléctrico que puede empujar otras partículas, esos piones también están relacionados con campos. En la imagen original de Skyrme, los protones y los neutrones se pueden describir como giros en el campo de piones, o skyrmions, similar a un nudo atado en una cuerda.

En realidad, Los protones y los neutrones están formados por partículas subatómicas más pequeñas llamadas quarks y gluones., y la teoría fundamental que describe cómo interactúan esas partículas, llamada cromodinámica cuántica, es imposiblemente complejo. Skyrmions podría simplificar los cálculos, si tan solo la técnica produjera las respuestas correctas.

Ahora, físicos de la Universidad de Durham en Inglaterra han resuelto algunos de los problemas de skyrmions, en estudios de núcleos atómicos tan grandes como el carbono-12.

Los cálculos de Skyrmion generalmente descuidan partículas más pesadas llamadas mesones rho que también son importantes para mantener intactos los núcleos.. Incluir esas partículas en los cálculos cambia la forma en que se ata el "nudo" de skyrmion en el campo., y las formas de los núcleos resultantes, dice el físico matemático y coautor del estudio Paul Sutcliffe. Es como si los nudos estuvieran atados en "un trozo de cuerda aburrido antes, y ahora es … una cuerda de color con algunos destellos”. Como resultado, “ahora obtienes las formas correctas," él dice.

La idea de los skyrmions también se popularizó en otros campos.. Un skyrmion relacionado aparece en espirales de magnetización en ciertos materiales sólidos. (número de serie: 2/17/18, pags. 18), pero skyrmions magnéticos son mucho más grandes y pueden ser manipulados a voluntad.

Los investigadores han luchado durante mucho tiempo para usar skyrmions para estudiar los núcleos atómicos, dice el físico teórico Nicholas Manton de la Universidad de Cambridge, que no participó en el estudio. Pero el nuevo resultado “se acerca a ser físicamente razonable.”

Finalmente, estos cálculos podrían ayudar a los científicos a estudiar las propiedades sorprendentes de ciertos núcleos. Un ejemplo es el carbono-14, una versión radiactiva de carbono que puede ser utilizado hasta la fecha artefactos antiguos. Se desintegra con una vida media sorprendentemente larga de aproximadamente 5,700 años. Skyrmions podría ayudar a los científicos a comprender mejor esa extraña descomposición, Mantón dice


Fuente: www.sciencenews.org

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