Los hallazgos sorprendentes a veces vienen en paquetes pequeños.A veces, estos pequeños paquetes deben entregarse en sistemas muy grandes.físicoMITHemos hecho algunos descubrimientos sorprendentes en moléculas radiactivas muy pequeñas generadas por aceleradores.CERN.Creen que, si se estudian lo suficientemente de cerca, estos nuevos tipos de moléculas radiactivas pueden arrojar algo de luz sobre por qué hay más materia que antimateria en el universo.
Las moléculas radiactivas pueden parecer un lugar extraño para comenzar a buscar respuestas a una de las preguntas fundamentales que ha dejado perpleja a la física moderna.Sin embargo, estas no son moléculas radiactivas ordinarias. por lo general una fusión de estrellas de neutrones osupernova.De hecho, esta es la primera vez que se hace sintéticamente.
Lo que los hace interesantes es el número de neutrones.neutrónPor lo general, no tiene mucho efecto en la molécula, y es parte de una molécula, una millonésima parte del tamaño.Pero los físicos pudieron medir el efecto de los neutrones en la energía molecular.Es innovador en sí mismo, pero llegar allí nunca ha sido tan fácil.
Primero, los investigadores dirigidos por el profesor asistente Ronald Fernando García Ruiz en el MIT tuvieron que crear una nueva molécula.Estaban particularmente interesados en el monofluoruro de radio (RaF), una molécula radiactiva inestable que existe solo unos segundos después de su creación.Después de generar con éxito algunos por primera vez el año pasado, dirigieron su atención a otros isótopos de esta molécula inestable.
Los isótopos en cuestión contienen diferente número de neutrones.Para crear estos diversos isótopos, los investigadores desarrollaron un disco compuesto de carburo de uranio e inyectaron gas de fluorocarbono.Después de aplicarle un rayo de protones de baja energía en el CERN, los investigadores publicaron un verdadero zoológico de una nueva molécula que contiene cinco isótopos diferentes de RaF.
Para capturar este isótopo de vida corta, los investigadores utilizaron una serie de trampas de iones, láseres y campos electromagnéticos para separarlos.Luego estimaron el número de neutrones contenidos en el interior midiendo la masa de cada una de las cinco moléculas.Otro rayo láser midió:estado cuánticode cada molécula.
Sorprendentemente, una sola diferencia de neutrones puede tener un efecto medible en el estado de energía cuántica general de una molécula con un neutrón. Este descubrimiento es importante como prueba de concepto. problema de simetria
así que ¿cómoSimetría¿Es adecuado para toda esta tarea de crear esta nueva molécula radiactiva?radioPor sí mismo, es un ligero valor atípico en la escala de simetría, con un núcleo en forma de pera que las esferas más simétricas presentes en la mayoría de los otros átomos.Usando estos núcleos fuera de lugar como base para las moléculas RaF, las moléculas mismas parecen ser más sensibles a los cambios en los estados de energía que no son detectables, como la presencia (o ausencia) de neutrones.
Por lo tanto, RaF podría usarse potencialmente como un mecanismo de detección de fuerzas microscópicas que representan la física que rompe la simetría.Probar la sensibilidad a los efectos de los neutrones es solo el primer paso hacia el análisis mucho más preciso que se necesita para explorar la simetría.Sin embargo, si existe un efecto casi imperceptible indicativo de fuerzas de ruptura de simetría, entonces las moléculas RaF u otras moléculas similares probablemente tendrán la mejor oportunidad de detectarlas.
¿Cuál sería la detección?Desequilibrio de materia/antimateriaPuede verse afectado por la energía oscura.tal descubrimiento.Sin embargo, aún queda mucho trabajo por hacer antes de posibles descubrimientos sorprendentes, incluido el aumento de la sensibilidad de medición de las diferencias de energía a órdenes de magnitud.¿Podría un acelerador de partículas más grande hacer el truco?
Aprende más –
MIT-Nuevas pistas de por qué hay tan poca antimateria en el universo
MIT-Los físicos fueron los primeros en medir moléculas radiactivas de vida corta.
CERN-Cambios de isótopos de moléculas de monofluoruro de radio
Imágenes de plomo –
Imagen de stock que representa la estructura atómica.
Créditos – Noticias del MIT