Durante décadas, los científicos han estado preguntándose acerca del origen en el universo de elementos más pesados que el hierro en la tabla periódica. La teoría con mayor peso sugiere que estos elementos nacieron de eventos estelares dramáticos como pueden ser las supernovas o la fusión de estrellas de neutrones. Sin embargo, los estudios más recientes se alejan de este panorama, revelando datos sorprendentes que sugieren la presencia de fisión nuclear en el universo.
Hallan evidencia de fisión nuclear en todo el universo
¿Qué es la fisión nuclear?
La historia de la fisión nuclear comenzó en los años 1930. Salió a la luz por primera vez gracias al trabajo de científicos como Enrico Fermi, que bombardeó uranio con neutrones, y Otto Hahn y Fritz Strassmann, quienes más tarde descubrieron bario entre los productos de la reacción, sugiriendo que el núcleo de uranio en realidad se había dividido. Lise Meitner y Otto Frisch proporcionaron la explicación teórica de estas observaciones y acuñaron el término «fisión».
En esencial, la fisión nuclear es una reacción fundamental en la física nuclear en la que el núcleo de un átomo se divide en dos o más núcleos más pequeños, junto con unos pocos neutrones y una cantidad sustancial de energía. Este proceso es la piedra angular de la energía nuclear y tiene aplicaciones que van desde la generación de electricidad hasta tratamientos médicos y más.
¿Fisión nuclear en el universo?
Ahora, una nueva investigación apunta a que es la fisión nuclear la que puede operar en el cosmos durante la creación de elementos pesados. Al analizar datos de una gran variedad de elementos químicos que residen en estrellas muy antiguas, los científicos encontraron una firma potencial de fisión.
«La gente pensaba que se estaba produciendo fisión en el cosmos, pero hasta la fecha nadie ha podido demostrarlo», afirma Matthew Mumpower, físico teórico del Laboratorio Nacional de Los Álamos y coautor del trabajo que publica la revista Science. Su estudio indica, por tanto, que es posible producir de forma natural núcleos superpesados, además de los elementos más pesados conocidos. Una posible firma de fisión es la pista.
¿Qué es la fisión nuclear?
Evidencia ‘increíblemente profunda’
El trabajo colaborativo dirigido por la investigadora canadiense Nicole Vassh en TRIUMF anticipa la coproducción de metales ligeros de precisión y núcleos de tierras raras. «Esto es increíblemente profundo y es la primera evidencia de fisión operando en el cosmos, confirmando una teoría que propusimos hace varios años», puntualizó Matthew Mumpower, físico teórico del Laboratorio Nacional de Los Álamos y coautor del trabajo. «A medida que adquirimos más observaciones, el cosmos dice: «oye, hay una firma aquí, y sólo puede provenir de la fisión».
El nuevo análisis analizó datos de observación de 42 estrellas y encontró precisamente la correlación prevista. Los investigadores observaron una correlación positiva entre metales ligeros de precisión como la plata y núcleos de tierras raras como el europio en diferentes estrellas. Cuando uno de estos grupos de elementos aumenta, los elementos correspondientes del otro grupo también aumentan: la correlación es positiva.
Una posible firma de fisión es la pista.
Las observaciones sugieren que podrían existir elementos con una masa atómica de 260, más pesado que cualquiera de los que figuran actualmente en la tabla periódica y «la única manera plausible de que esto pueda ocurrir entre diferentes estrellas es si hay un proceso consistente operando durante la formación de los elementos pesados», explican los expertos. Y en este proceso, solo la fisión se ha alzado como la única explicación viable para ello.
Mumpower desarrolló los modelos de fisión utilizados para predecir y guiar los hallazgos observacionales, que fueron dirigidos por el autor del estudio, Ian Roederer, de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.
El nuevo análisis analizó datos de observación de 42 estrellas
«En Los Álamos desarrollamos modelos de fisión nuclear porque no podemos medir todo lo que es relevante para la investigación de armas como parte de la misión del Laboratorio», dijo Mumpower. Estos modelos permiten a los físicos interpretar experimentos y llenar vacíos cuando faltan mediciones.
Referencias:
- “Element abundance patterns in stars indicate fission of nuclei heavier than uranium” by Ian U. Roederer, Nicole Vassh, Erika M. Holmbeck, Matthew R. Mumpower, Rebecca Surman, John J. Cowan, Timothy C. Beers, Rana Ezzeddine, Anna Frebel, Terese T. Hansen, Vinicius M. Placco and Charli M. Sakari, 7 December 2023, Science. DOI: 10.1126/science.adf1341
Cosmos
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