Sorpresa cósmica: el hierro se comporta de otra manera ✎ exprés

Original: "Upturn observed in heavy nuclei to iron ratios by the ATIC-2 experiment"
arXiv:1303.6108 · 2013-03-25 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
En el flujo de partículas del espacio profundo, los núcleos pesados se comportaron inesperadamente.

En el flujo de partículas cargadas que nos llegan desde las profundidades de la Galaxia, el hierro resultó ser la oveja negra. El instrumento ATIC-2, elevado en un globo sobre la Antártida, comparó cómo cambia con la energía la proporción de núcleos desde el azufre hasta el cromo en relación con el hierro. Hasta una energía de unos 80 GeV por nucleón, todo iba como un libro de texto: cuanto mayor es la energía, menor es la cantidad de núcleos pesados en comparación con el hierro. Pero por encima de 100 GeV por nucleón, las curvas se dispararon hacia arriba, y esto ocurrió para todos los elementos desde el azufre hasta el cromo.

Un nucleón es una partícula en el núcleo: un protón o un neutrón. Una energía de 100 GeV por nucleón significa que cada protón o neutrón en el núcleo lleva una energía cien veces mayor que su masa en reposo.

La rareza no se limitó a los núcleos pesados. En los núcleos ligeros pares —carbono, oxígeno, neón, magnesio, silicio— también se encontró un aumento en la proporción con respecto al hierro, pero más débil. Resulta que el espectro del hierro difiere de los espectros de otros núcleos pares comunes. Es como si el hierro viniera de otro lugar o naciera en condiciones diferentes.

Por ahora, una cosa está clara: los aceleradores cósmicos que impulsan partículas a tales energías no funcionan igual para todos los elementos. Quizás las explosiones de supernovas u otros cataclismos expulsan el hierro y los núcleos más ligeros de manera distinta. O tal vez, en su camino hacia nosotros, al hierro le sucede algo: por ejemplo, choca con más frecuencia con el gas interestelar y pierde energía. La respuesta la darán futuras mediciones, pero ya está claro que el hierro guarda algún secreto, y descifrarlo podría cambiar nuestra idea de cómo está estructurada la Galaxia.

Una energía de 100 GeV por nucleón es como si cada protón en el núcleo se acelerara hasta una velocidad en la que su masa aumenta cien veces. Estas partículas nos llegan de fuentes situadas a miles de años luz.

En la novela de Stanisław Lem «Edén», los héroes se enfrentan a una civilización que ha aprendido a controlar los flujos de partículas en el espacio. Quizás algún día nosotros también aprendamos a leer la historia de la Galaxia a través de la composición de los rayos cósmicos, como si fuera un libro.

Científicos
Enrico FermiErnest RutherfordMargaret BurbidgeJohannes RydbergWalter Baade
Conceptos
uranio argón cromo torio titanio masa del neutrón relación de abundancia hierro azufre masa del protón acero núcleo atómico índice espectral metal de tierras raras núcleo de plomo protón proceso r perovskita tasa de reacción magnesio