Las investigadoras Dolores Cortina Gil y Beatriz Fernández Domínguez, del Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), de la Universidad de Santiago, han participado en la elaboración de un trabajo publicado en la revista Nature, y que confirma la primera observación de un nuevo estado de la materia, el ‘tetraneutrón’.

Se trata de un estado de la materia formado solo por cuatro neutrones y su descubrimiento da respuesta a cuestiones planteadas por la física nuclear en las últimas décadas, y relacionadas con la posible existencia de sistemas casi-ligados formados únicamente por neutrones.

Para mantener un núcleo ligado, la materia visible precisa de protones y neutrones (con la excepción de las estrellas de neutrones, compuestas únicamente por estas partículas) y nunca antes había sido posible identificar sistemas ligados multineutrónicos.

Los resultados de la investigación en la que han participado estas científicas del IGFAE han sido presentados en primicia en el Congreso Internacional DREB2022, organizado por este Instituto (centro mixto de la USC y la Xunta de Galicia).

ESTRELLAS DE NEUTRONES

Este descubrimiento es clave para entender como funciona la fuerza que permite a los protones y neutrones mantenerse unidos en el interior del núcleo atómico. Además, ayuda en el conocimiento de la estructura y composición de las estrellas de neutrones.

En estos cuerpos, los neutrones están ligados por la extrema fuerza gravitatoria de su interior: concentran una masa un poco mayor a la del Sol en un radio de apenas 10 kilómetros, y son ultracompactas y densas.

El experimento para producir el ‘tetraneutrón’, realizado en Japón, se considera uno de los resultados de la fase previa del experimento R3B (Reacciones con Haces Relativistas Radioactivos). Para producir este nuevo estado de la materia se hizo interaccionar un haz de núcleos de un isótopo exótico del helio (helio-8), acelerado a velocidades próximas a la de la luz, contra un blanco de hidrógeno líquido.

Tras la reacción, ha explicado Dolores Cortina, el núcleo de helio-8 se fragmenta en una partícula alfa y cuatro neutrones y, a partir de ese momento, la fuerza nuclear permite la interacción entre esos neutrones, dando lugar a un nuevo estado.

El próximo objetivo, ha incidado Beatriz Fernández, será detectar directamente el sistema de cuatro neutrones y estudiar eventuales correlaciones entre ellos.