Acabamos de descubrir un nuevo tipo de oxígeno que ha desconcertado a los físicos

El oxígeno es uno de los átomos imprescindibles para la vida, pero tiene más caras de las que imaginamos. Si atendemos a sus moléculas, por ejemplo, podemos ver que las propiedades del oxígeno molecular (O2) son distintas de las del ozono (O3). Pero los átomos mismos de oxígeno también guardan propiedades secretas, y ahora un isótopo de este elemento desconcierta a los expertos.

Oxígeno 28. Un equipo de investigadores ha observado por primera vez un nuevo isótopo del oxígeno, el oxígeno 28, el más masivo observado hasta ahora. Esto no sería especialmente relevante (también se observó por primera vez el isótopo 27 del elemento)si no fuera porque observaron que este isótopo no se comportaba de la forma en la que los modelos preveían: se trata de un isótopo inestable del oxígeno.

El núcleo del oxígeno 28 consta de ocho protones (lo que le confiere sus propiedades como elemento) y 20 neutrones, para un total de 28 nucleones. Como contraste, el isótopo del oxígeno que más frecuentemente ocurre en nuestro entorno es el oxígeno 16, cuyo núcleo se compone de ocho protones y ocho neutrones.

El oxígeno 16 es uno de los tres isótopos estables del oxígeno, es decir, aquellos cuyas partículas no se desintegran de manera natural con la pérdida de protones o neutrones de su interior. Los otros dos isótopos estables del oxígeno son el oxígeno 17 y el 18.

Menos estable.  Hasta ahora los expertos creían en base a las teorías más extendidas sobre estabilidad nuclear que al oxígeno 28 le correspondía ser un isótopo estable. Sin embargo, al “crear” átomos en un laboratorio comprobaron que estos se desintegraban.

Los isótopos de oxígeno pueden decaer y transformarse en otros elementos, nitrógeno o carbono por ejemplo si el núcleo pierde uno o dos protones respectivamente. Sin embargo el decaimiento de los isótopos 27 y 28 se produce por la pérdida de neutrones según observaron los investigadores, lo que implica que pasaban a convertirse en otro isótopo del oxígeno (oxígeno 24).

“Números mágicos”. El descubrimiento implica por tanto que los físicos van a tener que revisar esta teoría que predecía la estabilidad del oxígeno 28. En física atómica y nuclear se considera la existencia de una serie de “números mágicos”. En el caso de los núcleos atómicos, los números mágicos se asocian a la estabilidad.

Tanto 8 como 20 son números mágicos, lo que haría al oxígeno 28 un número “doblemente mágico”, explicaban los investigadores. Los otros números mágicos conocidos son 2, 28, 50, 82 y 126.

Fábrica de Haces de Isótopos. Los investigadores crearon este nuevo isótopo en las instalaciones de la Fábrica de Haces de Isótopos Radiactivos RIKEN, un centro de investigación situado en Japón. Las instalaciones de la fábrica cuentan con un acelerador de tipo ciclotrón, gracias al cual es posible crear isótopos inestables.

Los investigadores aceleraron un haz de átomos de calcio 48 contra un objetivo de berilio para crear flúor 29, isótopo que después se lanzaría contra hidrógeno con el fin de hacerlo perder un protón y convertirse así en oxígeno 28. Los detalles de este proceso y sus resultados fuerpon publicados recientemente en un artículo en la revista Nature.

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Imagen | Fábrica de Haces de Isótopos Radiactivos RIKEN / fdecomite