Un gran descubrimiento: ahora se sabe la vida útil de los neutrones en el espacio

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Un gran descubrimiento: ahora se sabe la vida útil de los neutrones en el espacio

Con datos procesados anteriormente (2007 y 2008) durante los sobrevuelos de Venus y Mercurio, los investigadores encontraron que la vida útil de los neutrones era distinta a la medición en la Tierra.

Los científicos han encontrado una forma de medir la vida útil de los neutrones desde el espacio por primera vez, un descubrimiento que podría enseñarnos más sobre el universo primitivo.

Los neutrones se encuentran normalmente en el núcleo de un átomo, pero se desintegran rápidamente en electrones y protones cuando están fuera.

Conocer la vida útil de los neutrones es clave para comprender la formación de elementos después del Big Bang que formó el universo hace 13.800 millones de años.

Los científicos de la Universidad de Durham (Reino Unido), y el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins (EE.UU) utilizaron los datos de la NASA cuando la sonda espacial Messenger  voló sobre Venus y Mercurio, midiendo las velocidades a las que las partículas de neutrones que se escapaban de los dos planetas.

El número de neutrones detectados dependía del tiempo que les llevó llegar hasta la nave espacial, lo que les dio a los científicos una forma de calcular cuánto tiempo podrían sobrevivir las partículas subatómicas.

Los hallazgos, publicados en la revista Physical Review Research, podrían proporcionar una ruta para poner fin a un estancamiento de décadas que ha visto a los investigadores estar en desacuerdo sobre cuánto tiempo pueden sobrevivir los neutrones.

En detalle, para lograr la medición en el espacio, la sonda capturó los rayos cósmicos que golpean la atmósfera de Venus y que expulsa neutrones que gradualmente vuelan al espacio. A medida que los neutrones se mueven a altitudes más altas, pasa más tiempo y se descomponen radiactivamente.

La nave hizo la cuenta de cuántas veces aparecían los neutrones en varias altitudes, esto permitió a los investigadores centrarse en dónde comienzan a descender los números de neutrones. Usando modelos previos, se logró estimar la vida útil de las partículas.

«Aunque Messenger fue diseñado para otros fines, aún pudimos utilizar los datos para estimar la vida útil de los neutrones. La nave espacial realizó observaciones en un amplio rango de alturas sobre las superficies de Venus y Mercurio, lo que nos permitió medir cómo cambia el flujo de neutrones con la distancia desde los planetas «, indicó El Dr. Jacob Kegerreis, del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham.

Métodos terrestres

Anteriormente para medir la vida de los neutrones fuera de los átomos, se utilizaban dos tipos de técnicas en el laboratorio. El llamado «método de botella» y la técnica de «haz», para tratar de determinar la vida útil de los neutrones. El método de la botella, que atrapa los neutrones en una botella y mide el tiempo que tarda su radioactividad en descomponerse, sugiere que pueden sobrevivir en promedio durante 14 minutos y 39 segundos.

El uso de la técnica del haz alternativo, que dispara un haz de neutrones y cuenta el número de protones creados por la desintegración radiactiva, proporciona aproximadamente 14 minutos y 48 segundos, nueve importantes segundos de diferencia que el método de la botella. Si bien esto puede parecer una pequeña diferencia, los científicos indican que la brecha es enorme. Como el modelo estándar de física de partículas requiere que la vida útil de éstas partículas sea de aproximadamente los mencionados 14 minutos y 39 segundos, cualquier desviación de esto provocaría un cambio fundamental en nuestra comprensión de este modelo.

Finalmente les dejamos el gran dato: la vida útil del neutrón en el espacio es de: 13 minutos, aunque tienen una incertidumbre de aproximadamente 130 segundos. Esto debido a ajustes en la estadísticas y cambios en el registro en el caso el número cambia durante el día.

«Es como un experimento de botella grande, pero en lugar de usar paredes y campos magnéticos, usamos la gravedad de Venus para confinar partículas por tiempos comparables a su vida«, explicó el autor principal del proyecto, el Dr. Jack Wilson, del Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins.

Los investigadores agregaron que mediciones más precisas requerirían una misión espacial dedicada, posiblemente a Venus, ya que su espesa atmósfera y sus grandes neutrones atrapan masa en todo el planeta.

Fuente: sciencealert

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