Esta simulación muestra la colisión de dos densas estrellas de neutrones. La colisión ha formado un agujero negro orbitado por un remolino de gas magnetizado. Parte de la materia emerge en chorros de energía y vientos que producirán elementos pesados ​​y destellos de luz. Crédito: Imagen cortesía de A. Tchekhovskoy, R. Fernandez, D. Kasen
Esta simulación muestra la colisión de dos densas estrellas de neutrones. La colisión ha formado un agujero negro orbitado por un remolino de gas magnetizado. Parte de la materia emerge en chorros de energía y vientos que producirán elementos pesados ​​y destellos de luz. Crédito: Imagen cortesía de A. Tchekhovskoy, R. Fernandez, D. Kasen

En las colisiones de estrellas de neutrones se fabrican los elementos pesados

Los físicos nucleares utilizaron supercomputadoras para modelar el estado extremo que quedaba después de que dos estrellas de neutrones ultradensas se fusionaran y formaran un agujero negro . Sus modelos mostraron cómo esta colisión expulsa la materia sobrante que orbita alrededor del agujero negro resultante. Esta situación crea las condiciones necesarias para crear los elementos más pesados ​​del universo. Durante décadas, los astrónomos y físicos nucleares han trabajado para comprender cómo y dónde se formaron originalmente los elementos pesados ​​del universo. Estas simulaciones por computadora demuestran cómo la colisión de estrellas de neutrones puede crear y expulsar elementos pesados. Estos modelos también ilustran los destellos de luz que generan estos eventos. Esa información puede ayudar a los astrónomos a detectar y estudiar mejor estos eventos. En agosto de 2017, la colisión de…

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El experimento de tetraneutrones encuentra evidencia de una partícula largamente buscada que comprende cuatro neutrones

Si bien todos los núcleos atómicos, excepto el hidrógeno, están compuestos de protones y neutrones, los físicos han estado buscando una partícula que consta de dos, tres o cuatro neutrones durante más de medio siglo.  Los experimentos de un equipo de físicos de la Universidad Técnica de Munich (TUM) en el laboratorio del acelerador en el campus de investigación de Garching ahora indican que una partícula que comprende cuatro neutrones ligados bien puede existir. Si bien los físicos nucleares están de acuerdo en que no hay sistemas en el universo hechos solo de protones, han estado buscando partículas que comprendan dos, tres o cuatro neutrones durante más de 50 años. Si tal partícula existiera, habría que repensar partes de la teoría de la interacción fuerte. …

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Detector BES-III en el Instituto de Física de Altas Energías (IHEP) en Beijing. Crédito: Instituto de Física de Altas Energías (IHEP), Beijing
Detector BES-III en el Instituto de Física de Altas Energías (IHEP) en Beijing. Crédito: Instituto de Física de Altas Energías (IHEP), Beijing

Miden los factores de forma de neutrones con una precisión nunca antes obtenida

Todos los núcleos atómicos conocidos y, por lo tanto, casi toda la materia visible consisten en protones y neutrones, sin embargo, muchas de las propiedades de estos omnipresentes bloques de construcción naturales siguen sin conocerse.  Como partícula descargada, el neutrón, en particular, resiste muchos tipos de medición y 90 años después de su descubrimiento todavía quedan muchas preguntas sin respuesta sobre su tamaño y vida útil, entre otras cosas.  El neutrón consta de tres quarks que giran en su interior, unidos por gluones.  Los físicos utilizan factores de forma electromagnéticos para describir esta estructura interna dinámica del neutrón.  Estos factores de forma representan una distribución promedio de carga eléctrica y magnetización dentro del neutrón y se pueden determinar mediante experimentación. Espacio en blanco en el…

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Los científicos pueden utilizar los radios de carga de un par de núcleos espejo como una forma de estudiar la naturaleza de las estrellas de neutrones. Este par se muestra en la ilustración del espejo. Crédito: Instalación para haces de isótopos raros
Los científicos pueden utilizar los radios de carga de un par de núcleos espejo como una forma de estudiar la naturaleza de las estrellas de neutrones. Este par se muestra en la ilustración del espejo. Crédito: Instalación para haces de isótopos raros

Sondeando la física fundamental de los átomos y las estrellas de neutrones

La teoría y los experimentos desarrollados en Michigan utilizan "espejos núcleos" para investigar la física fundamental de átomos y estrellas de neutrones. Hace unos 20 años, B. Alex Brown de la Universidad Estatal de Michigan tuvo la idea de revelar ideas sobre una fuerza fundamental pero enigmática que actúa en algunos de los entornos más extremos del universo. Estos entornos incluyen el núcleo de un átomo y los cuerpos celestes conocidos como estrellas de neutrones, los cuales se encuentran entre los objetos más densos conocidos por la humanidad.  A modo de comparación, igualar la densidad de una estrella de neutrones requeriría exprimir toda la masa de la Tierra en un espacio del tamaño de un estadio de fútbol. La teoría de Brown estableció los planos para conectar las propiedades de los…

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