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Observado el decaimiento radiativo del neutrón

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Se ha conseguido observar por primera vez la desintegración radiativa del neutrón.
Dentro de los núcleos de los átomos hay neutrones y protones. En condiciones normales y mientras que están ahí los neutrones son estables. Sin embargo los neutrones libres son inestables, tienen una vida media de unos 10 minutos, y se desintegran produciendo un protón un electrón y un antineutrino. Pero los físicos nucleares teóricos predijeron que una de cada mil veces los neutrones decaerían en todas esas partículas y además en un fotón.
Ahora, y por primera vez, se ha podido observar esta desintegración o «decaimiento radiativo». El descubrimiento ha sido reportado en Nature (diciembre 21) por un equipo de investigadores norteamericanos y británicos.
Además de confirmar la predicción, este descubrimiento podría arrojar luz sobre las interacciones mediadas por la fuerza nuclear débil (responsable de la radioactividad) que es una fuerza fundamental de la naturaleza como la gravedad, el electromagnetismo o la fuerza nuclear fuerte.
En estos primeros experimentos sólo se ha demostrado la existencia del fenómeno. Los investigadores esperan que medidas precisas posteriores ayuden al análisis de esta fuerza débil.
En el experimento se utilizó el haz de neutrones fríos del NIST (National Institute of Standards and Technology). Para observar el decaimiento radiactivo de fotones los investigadores midieron propiedades físicas cuándo los subproductos llegaban al detector. Según la teoría los fotones y electrones debería de llegar 20 millonésimas de segundo antes que los protones. Según los resultados uno de cada 1000 eventos se correspondía con un neutrón decayendo en protón, electrón, antineutrino y fotón.

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Típicamente el neutrón decae en un protón, un antineutrino y un electrón. Muy raramente lo hace radiativamente emitiendo además un fotón. Diagrama: Zina Deretsky, National Science Foundation.

Fue difícil observar los fotones porque el haz está contaminado con fotones que fondo que producen mucho «ruido» en las medidas, por lo que era como buscar una aguja en un pajar.
El decaimiento radiativo del neutrón es importante porque conecta directamente con el modelo estándar de partículas.

Fuente: NSF. [1]