Dos profesoras de la USC participan en el hallazgo del ‘tretraneutrón’

Santiago. Las profesoras de la USC e investigadoras del Instituto Galego de Física de Altas Enerxías Dolores Corina Gil y Beatriz Fernández Domínguez forman parte del equipo que ha descubierto el tetraneutrón, un nuevo estado exótico de la materia cuyo hallazgo resulta especialamente relevante para entender la energía nuclear. La investigación acaba de ser publicada por la revista Nature y sus resultados fueron presentados recientemente en Santiago en el marco del congreso DREB2022, organizado por el Igfae, centro mixo de la USC y la Xunta.

Una de las búsquedas continuas desde hace seis décadas en física nuclear ha sido saber si pueden existir sistemas cuasi-ligados formados únicamente por neutrones. Para mantener un núcleo ligado, la materia visible necesita de protones y neutrones.

Excepto las estrellas de neutrones, que están compuestas exclusivamente porneutrones, nunca había sido posible identificar sistemas ligados multineutrónicos.

Sin embargo, el nuevo trabajo publicado en Nature, en el que han participado las invesgadoras gallegas, anuncia la primera observación de un estado de materia exótica formado por solo cuatro neutrones: el tetraneutrón. Este descubrimiento, según destacó ayer el Igfae, es clave para entender cómo funciona la fuerza nuclear que permite a los nucleones (los protones y neutrones) mantenerse unidos en el interior del núcleo atómico. También es fundamental para entender la estructura y composición de las estrellas neutrones. En estos cuerpos los neutrones están ligados por la extrema fuerza gravitatoria de su interior: concentran una masa un poco mayor a la del Sol en un radio de apenas 10 km. Son ultra compactos y densos.

Colaboración internacional. El experimento lo realizó una colaboración internacional en la instalación RIBF (Radioactive Ion Beam Factory) en RIKEN (Japón) y se considera uno de los resultados de la fase previa del experimento R3B (del inglés, Reacciones con Haces Relativistas Radiactivos). “Para producir este nuevo estado de materia se hizo interaccionar un haz de núcleos de un isótopo exótico del helio, el helio-8, acelerado a energías relativistas ‒a velocidades cercanas a las de la luz‒ contra un blanco de hidrógeno líquido”, explica Dolores Cortina, una de las autoras del artículo, catedrática de la USC y coordinadora del experimento R3B. “Tras la reacción, el núcleo de helio-8 se fragmenta en una partícula alfa y 4 neutrones. A partir de ese momento la fuerza nuclear permite la interacción entre estos neutrones, dando lugar a este estado denominado tetraneutrón y que ahora hemos caracterizado midiendo con mucha precisión la partícula alfa arrancada”.

“La medida permitirá dar un paso en la comprensión de la fuerza nuclear y representa un reto a la hora de poder explicarla con las teorías ab-initio actuales”, señala la investigadora del Igfae que también firmó este trabajo, Beatriz Fernández Domínguez. El próximo objetivo será detectar el sistema de cuatro neutrones y estudiar eventuales correlaciones entre ellos. ECG