{"id":90061,"date":"2010-11-01T00:00:00","date_gmt":"2010-11-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2010\/11\/01\/de-regreso-a-la-actividad\/"},"modified":"2017-02-14T15:38:27","modified_gmt":"2017-02-14T17:38:27","slug":"de-regreso-a-la-actividad","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/de-regreso-a-la-actividad\/","title":{"rendered":"De regreso a la actividad"},"content":{"rendered":"

\"\"EDUARDO CESAR<\/span>Los n\u00facleos ex\u00f3ticos son como estrellas de cine: su comportamiento no siempre es f\u00e1cil de explicar. Pero f\u00edsicos de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) est\u00e1n usando un acelerador de part\u00edculas de baja energ\u00eda para escrutar c\u00f3mo reaccionan esas extra\u00f1as criaturas los n\u00facleos, no los actores durante las colisiones, con la esperanza de aprender m\u00e1s sobre la estructura de las part\u00edculas y sobre las fuerzas que rigen el Universo.<\/p>\n

En tres estudios recientes, el grupo de Rubens Lichtenth\u00e4ler Filho, del Instituto de F\u00edsica de la USP, sigui\u00f3 de cerca las reacciones de un elemento qu\u00edmico poco com\u00fan, el helio 6. Inestable, este n\u00facleo formado por seis part\u00edculas subat\u00f3micas dos con carga el\u00e9ctrica positiva (protones) y cuatro sin carga (neutrones), dos neutrones m\u00e1s que la forma m\u00e1s com\u00fan y estable del helio vive menos de un segundo. Al hacer colisionar un haz de estas part\u00edculas contra un blanco de esta\u00f1o, los f\u00edsicos obtuvieron datos de propagaci\u00f3n (y de lo que sobra de \u00e9sta) que pueden ayudar a comprender de qu\u00e9 modo la forma del n\u00facleo de helio 6 afecta a su capacidad de fundirse con otros \u00e1tomos. Conocido como fusi\u00f3n nuclear, este fen\u00f3meno es importante para entender de qu\u00e9 manera los elementos qu\u00edmicos m\u00e1s pesados del Cosmos son creados en las explosiones de supernovas, estrellas de masa elevada cuyo combustible nuclear se agot\u00f3, por ejemplo.<\/p>\n

Pero no s\u00f3lo de altas energ\u00edas vive la f\u00edsica de part\u00edculas. Aunque experimentos en instalaciones gigantes como el europeo LHC (Large Hadron Collider o gran colisionador de hadrones), el mayor acelerador de part\u00edculas del mundo, llaman m\u00e1s la atenci\u00f3n, a decir verdad la mayor\u00eda de las reacciones nucleares que suceden en el Universo, incluso las que generan los elementos m\u00e1s pesados en las supernovas, tienen niveles energ\u00e9ticos muchos m\u00e1s modestos. Y buena parte de ellas sigue tan sin explicaci\u00f3n como antes.<\/p>\n

Los misterios de estas interacciones constituyen la principal pauta de los f\u00edsicos del Pelletr\u00f3n, el acelerador instalado en los a\u00f1os 1970 en la USP por el f\u00edsico Oscar Sala, ex director cient\u00edfico y ex presidente de la FAPESP. Este equipamiento pasa ahora por una amplia refacci\u00f3n y modernizaci\u00f3n, que dar\u00e1 un nuevos br\u00edos la investigaci\u00f3n nuclear nacional. Una de las especialidades del Pelletr\u00f3n es el estudio de los n\u00facleos ex\u00f3ticos, a trav\u00e9s del proyecto Ribras (o Haces de Iones Radiactivos en Brasil), coordinado por Lichtenth\u00e4ler Filho. Instalado en el Pelletr\u00f3n, el Ribras es el \u00fanico equipamiento del Hemisferio Sur capaz de producir haces de n\u00facleos ex\u00f3ticos.<\/p>\n

Excentricidad
\n<\/strong>\u00bfPero qu\u00e9 son al fin y al cabo esos n\u00facleos ex\u00f3ticos? Se les da ese nombre cuando su composici\u00f3n nuclear los vuelve inestables, y su existencia es muy corta. Esto sucede cuando existe un desequilibrio grande entre el n\u00famero de protones y el de neutrones. El helio, por ejemplo, el segundo elemento m\u00e1s abundante del Universo, tiene dos protones en el n\u00facleo. Pero puede tener un neutr\u00f3n (helio 3), dos (helio 4) o m\u00e1s. Sucede que las versiones con m\u00e1s de dos neutrones son inestables. El helio 5 es el m\u00e1s raro y, una vez formado, dura una fracci\u00f3n tremendamente peque\u00f1a de segundo: del orden de 10-22 segundos. En tanto, el helio 6 tiene una mediana vida, tiempo en que la mitad de la muestra sufre decaimiento radioactivo y se transforma en otro elemento, de 0,8 segundo.<\/p>\n

Una de las curiosidades de los n\u00facleos ex\u00f3ticos es que exhiben formatos y tama\u00f1os incompatibles con su masa, definida por la suma de protones y neutrones (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP n\u00ba 99<\/a> y 120<\/a><\/em>). Como los protones y los neutrones tienen m\u00e1s o menos la misma masa, se imaginaba que el litio 6, que es estable y tiene tres protones y tres neutrones, y el helio 6, con dos protones y cuatro neutrones, pero inestable, tuviesen casi el mismo volumen. Pero no es lo que sucede, explica Lichtenth\u00e4ler Filho. El helio 6 tiene un halo, como si hubiera una nube de neutrones alrededor del n\u00facleo, con lo cual su volumen se vuelve mucho mayor, a\u00f1ade. Esto cambia la forma en que suceden las interacciones nucleares, volvi\u00e9ndolas m\u00e1s frecuentes y poderosas. Grosso modo, cuanto mayor el volumen, mayor la posibilidad de colisi\u00f3n.<\/p>\n

La manera en que se alteran estas interacciones es algo que hasta el momento la teor\u00eda no prev\u00e9 completamente. Por eso los experimentos son fundamentales para comprender qu\u00e9 pasa con esos n\u00facleos at\u00f3micos hinchados.<\/p>\n

\"\"EDUARDO CESAR<\/span>El Ribras fue instalado en 2004, pero la alegr\u00eda de los f\u00edsicos dur\u00f3 poco. Al a\u00f1o siguiente un accidente afect\u00f3 severamente al Pelletr\u00f3n, y casi elimin\u00f3 su capacidad productiva. En un experimento realizado en abril de 2005, se us\u00f3 accidentalmente el metal indio para pegar dos piezas en el sistema de vac\u00edo vecino al tubo acelerador, comenta Alinka L\u00e9pine-Szily, directora del Pelletr\u00f3n desde 2007. Adem\u00e1s de ser buen conductor, el indio es un metal que tiene una temperatura de evaporaci\u00f3n muy baja.<\/p>\n

El acelerador qued\u00f3 conectado toda la noche luego de aquella operaci\u00f3n, sin que la v\u00e1lvula que a\u00edsla al tubo acelerador hubiese sido cerrada. Resultado: el indio se evapor\u00f3, entr\u00f3 en el sistema y se condens\u00f3 en las paredes de cer\u00e1mica del interior del tubo. Al encender nuevamente el dispositivo, hab\u00eda chispas por todos lados. Para peor, la electricidad descontrolada convirti\u00f3 el gas del tanque del acelerador en \u00e1cidos corrosivos que da\u00f1aron a otro elemento cr\u00edtico del sistema, las corrientes de carga.<\/p>\n

El acelerador pas\u00f3 los dos a\u00f1os siguientes m\u00e1s tiempo desconectado que conectado, y cuando estaba en operaci\u00f3n trabajaba con un nivel de energ\u00eda muy inferior a lo normal. Idealmente, el Pelletr\u00f3n opera con 8 millones de voltios, y esa potencia no fue totalmente recuperada. No fue precisamente una tarea sencilla traer al Pelletr\u00f3n de vuelta a la frontera de la ciencia. Importado desde Estados Unidos, el acelerador de la USP es el m\u00e1s antiguo de su categor\u00eda. Esta ubicado en una torre de ocho pisos del Instituto de F\u00edsica y tiene disposici\u00f3n vertical. Las \u00e1tomos que producen los haces empleados por los f\u00edsicos parten de la cima, en donde ganan electrones y pasan a tener carga negativa. Entonces son atra\u00eddos por el terminal del acelerador, ubicado a mitad de camino entre el octavo piso y el suelo, con una energ\u00eda de hasta 8 millones de voltios. Al pasar por el terminal, los n\u00facleos pierden sus electrones al atravesar una fina ampolla de carbono. Por ende, quedan con carga positiva y adquieren impulso adicional. Al llegar a la planta baja, son manipulados por medio de un campo magn\u00e9tico para hacer una curva de 90 grados, y luego son desviados a una de las siete l\u00edneas disponibles, cada una conectada a un instrumento diferente.<\/p>\n

La edad avanzada, por s\u00ed sola, no ser\u00eda un problema para el acelerador, de acuerdo con Alinka. En Australia est\u00e1 el otro m\u00e1s antiguo despu\u00e9s del nuestro, es solo dos a\u00f1os m\u00e1s reciente, y est\u00e1 en maravillosas condiciones. Para ella, el problema ac\u00e1 es la falta de recursos constantes y suficientes para el mantenimiento de la m\u00e1quina. Pero luego del accidente de 2005, surgi\u00f3 la oportunidad para recuperar el tiempo perdido.<\/p>\n

Chispas
\n<\/strong>Las mejoras y refacciones realizadas en el acelerador luego de 2007, con financiamiento de la FAPESP, como la del proyecto de Roberto Ribas, recuperaron gradualmente su desempe\u00f1o. Se concreto desde la instalaci\u00f3n de un simple medidor de flujo en el compresor, que efect\u00faa el cambio del gas, hasta cambios m\u00e1s radicales, como el uso de resistores para reducir las chispas en el interior del aparato. Exist\u00eda una leyenda de que era muy eficiente y que el gas era totalmente cambiado luego de 40 minutos, comenta Alinka. Instalamos el medidor y descubrimos que se necesitaban siete u ocho horas para el cambio completo.<\/p>\n

En el sistema original, peque\u00f1as placas de metal con agujas muy cercanas a ellas, separadas por mil\u00edmetros, transmit\u00edan la corriente el\u00e9ctrica entre los extremos y el terminal. Pero la corriente el\u00e9ctrica convert\u00eda el gas empleado en el acelerador en \u00e1cidos corrosivos, que atacaban a la corriente de carga y obstaculizaban el funcionamiento de la m\u00e1quina. Conseguimos 146 mil d\u00f3lares para comprar los resistores y los estamos instalando, dice Alinka. En alrededor de dos meses estar\u00e1 concluida la refacci\u00f3n.<\/p>\n

Con el nuevo sistema, el acelerador llegar\u00e1 nuevamente a los 8 millones de voltios de energ\u00eda. Y existe la posibilidad usarlo para certificar la calidad de circuitos electr\u00f3nicos de sat\u00e9lite. La idea es disparar contra los circuitos un haz que simule las circunstancias que enfrentar\u00e1n en el espacio, afirma Alinka.<\/p>\n

Aun en sus peores d\u00edas, el Pelletr\u00f3n no dej\u00f3 de generar dados. Con la reanudaci\u00f3n de las actividades normales, se espera que se destaque en el campo de los n\u00facleos ex\u00f3ticos, en el cual es uno de los pioneros, y en el an\u00e1lisis de colisiones de n\u00facleos estables m\u00e1s livianos como el litio, que tiene tres protones.<\/p>\n

Entre los trabajos recientes, Derberson de Sousa, alumno de maestr\u00eda de Dirceu Pereira, ayud\u00f3 a determinar la densidad de los is\u00f3topos litio 6 y litio 7, estables, colision\u00e1ndolos contra blancos de esta\u00f1o. El dato del trabajo, uno de los m\u00e1s importantes publicados en 2010 en Nuclear Physics A<\/em>, es fundamental para prever de qu\u00e9 modo reacciona el n\u00facleo en la colisi\u00f3n con otros \u00e1tomos.
\nPereira trabaja con el Pelletr\u00f3n desde su instalaci\u00f3n, en los a\u00f1os 1970. Trece a\u00f1os atr\u00e1s, colabor\u00f3 con Luiz Chamon, Mahir Hussein, Di\u00f3genes Galetti y Marco Antonio Ribeiro en el desarrollo de un modelo te\u00f3\u00acrico llamado Potencial de S\u00e3o Paulo, que ayuda a explicar c\u00f3mo interact\u00faan los n\u00facleos at\u00f3micos cuando est\u00e1n cerca de entrar en colisi\u00f3n. Estamos hablando de una distancia del orden de 10-13 cent\u00edmetros [un d\u00e9cimo de una billon\u00e9sima de cent\u00edmetro], explica.<\/p>\n

En esa escala, la fuerza nuclear fuerte, que mantiene a los protones y a los neutrones unidos en el n\u00facleo, comienza a operar. Es complejo describir de qu\u00e9 modo fen\u00f3menos cu\u00e1nticos ligados a ella se desenvuelven en esas colisiones entre \u00e1tomos. En experimentos, los f\u00edsicos obtienen m\u00e1s datos como para poner sus\u00a0 modelos en sinton\u00eda, de manera tal de que sean m\u00e1s fieles a la realidad.<\/p>\n

El estudio de densidad del litio removi\u00f3 barreras que imped\u00edan obtener esas medidas sin ambig\u00fcedades. Permiti\u00f3 conciliar los resultados experimentales con los obtenidos en ciertos modelos te\u00f3ricos, por ejemplo. \u00c9sa fue una prueba m\u00e1s del Potencial de S\u00e3o Paulo. El modelo ha sobrevivido hasta ahora. Pero, qui\u00e9n sabe qu\u00e9 suceder\u00e1 en el pr\u00f3ximo experimento del Pelletr\u00f3n.<\/p>\n

Los proyectos<\/strong>
\n 1.<\/strong> Del origen de los elementos a las aplicaciones tecnol\u00f3gicas: explorando la naturaleza de los \u00e1tomos acelerados (n\u00ba 2005\/04719-3<\/a>); Modalidad\u00a0<\/strong>Proyecto Tem\u00e1tico;\u00a0Coordinador<\/strong>\u00a0Roberto Ribas IF\/USP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 543.834,76 + US$ 313.349,54 (FAPESP)
\n2.<\/strong> Estudio de n\u00facleos ex\u00f3ticos con haces radioactivos producidos en el Pelletr\u00f3n-Linac (n\u00ba 2003\/10099-2<\/a>);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Proyecto Tem\u00e1tico Programa N\u00facleos de Excelencia (Pronex); Coordinadora\u00a0<\/strong>Alinka L\u00e9pine-Szily IF\/USP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 418.392,64 (FAPESP\/CNPq)
\n3.<\/strong> Estudio de propiedades nucleares con haces de n\u00facleos ex\u00f3ticos (n\u00ba 2001\/06676-9<\/a>);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Proyecto Tem\u00e1tico;Coordinador<\/strong>\u00a0Rubens Lichtenth\u00e4ler Filho IF\/USP;\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 474.927,53 (FAPESP)
\n4.<\/strong> Estudio de fen\u00f3menos nucleares con n\u00facleos estables y ex\u00f3ticos (n\u00ba 1998\/14946-1<\/a>); Modalidad<\/strong>\u00a0Programa Equipos Multiusuarios; Coordinador<\/strong>\u00a0Dirceu Pereira IF\/USP;\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 2.490.621,88 (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Modernizado, acelerador de part\u00edculas de la USP vuelve a funcionar","protected":false},"author":19,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[304],"coauthors":[111],"class_list":["post-90061","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90061","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/19"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=90061"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90061\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=90061"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=90061"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=90061"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=90061"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}