Madrid. En colaboración con un equipo internacional de investigadores, la Universidad Estatal de Michigan (MSU) ayudó a crear un isótopo de magnesio más ligero que un neutrón.

Forjado en el Laboratorio Nacional de Ciclotrones Superconductores (NSCL) en MSU, este isótopo récord es tan inestable que se desmorona antes de que los científicos puedan medirlo directamente. Sin embargo, puede ayudarlos a comprender mejor cómo se forman los átomos que definen nuestra existencia.

Dirigido por expertos de la Universidad de Pekín en China, el equipo incluyó a científicos de la Universidad de Washington en Saint Louis, MSU y otras instituciones.

“Una de las grandes interrogantes que me interesa resolver es de dónde provienen los elementos del universo”, señaló en un comunicado Kyle Brown, profesor asistente de química en FRIB y uno de los líderes del nuevo estudio, publicado en línea por la revista Physical Review Letters.

“¿Cómo se fabrican estos elementos? ¿Cómo suceden estos procesos?”, se preguntó Brown. El nuevo isótopo no responderá esas preguntas por sí solo, pero puede ayudar a refinar las teorías y los modelos que los científicos desarrollan para explicar tales misterios.

Elemento natural forjado en las estrellas

La Tierra está llena de magnesio natural, forjado hace mucho tiempo en las estrellas, que desde entonces se ha convertido en un componente clave de nuestras dietas y minerales en la corteza del planeta, pero es estable. Su núcleo atómico, o núcleo, no se desmorona.

El nuevo isótopo de magnesio, sin embargo, es demasiado inestable para encontrarse en la naturaleza. Pero al usar aceleradores de partículas, los científicos pueden superar los límites de los modelos que ayudan a explicar cómo se construyen y permanecen unidos todos los núcleos.

Esto, a su vez, ayuda a predecir lo que sucede en entornos cósmicos extremos que es posible que nunca podamos imitar o medir directamente desde la Tierra.

“Al probar estos modelos y hacerlos cada vez mejores, podemos extrapolar cómo funcionan las cosas donde no podemos medirlas”, afirmó Brown. “Estamos midiendo las cosas que podemos para predecir las que no podemos”.

Brown ha estado involucrado en cuatro proyectos diferentes del Facility for Rare Isotopes Beams de la MSU que han creado nuevos isótopos. Eso incluye el más nuevo, que se conoce como magnesio-18.

Todos los átomos de magnesio tienen 12 protones en sus núcleos. Anteriormente, la versión más ligera de magnesio tenía siete neutrones, lo que le daba un total de 19 protones y neutrones, de ahí su designación como magnesio-19.

Para producir magnesio-18, que es más ligero en un neutrón, el equipo comenzó con una versión estable de magnesio, magnesio-24. El ciclotrón en NSCL aceleró un rayo de núcleos de magnesio-24 a aproximadamente la mitad de la velocidad de la luz y envió ese rayo hacia un objetivo, que es una lámina de metal hecha del elemento berilio, y fue sólo el primer paso.

“Esa colisión te da un montón de isótopos diferentes más livianos que el magnesio-24, pero de esa sopa, podemos seleccionar el isótopo que queremos”, sostuvo Brown.