Boletín UNAM-DGCS-832
Ciudad Universitaria
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PREDICEN
UNIVERSITARIOS LA EXISTENCIA DE NUEVOS COMPUESTOS QUÍMICOS EN ESTRELLAS DE
NEUTRONES
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Alexander Turbiner Rosenbaum y Juan Carlos López
Vieyra, del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, desarrollaron un método
de trabajo que les ha permitido obtener resultados cualitativa y
cuantitativamente precisos
·
Sus avances los han puesto a la vanguardia entre
grupos científicos afines de EU, Alemania y Suecia
·
Sus aportaciones fueron dadas a conocer en la
prestigiada revista Physical Review A
Los investigadores Alexander
Turbiner Rosenbaum y Juan Carlos López Vieyra, del Instituto de Ciencias
Nucleares de la UNAM, predijeron que en campos magnéticos intensos, como los
que se registran en las estrellas de neutrones, se producen nuevos compuestos
químicos al tiempo que dejan de existir otros.
Para ello desarrollaron un
método de trabajo que les ha permitido obtener resultados cualitativa y
cuantitativamente precisos, que los ha puesto a la vanguardia entre grupos
científicos como los de las universidades de Cornell (Estados Unidos), Berlín y
Heildelberg (Alemania), así como Uppsala (Suecia).
Los universitarios mexicanos compiten y superan los
resultados de grupos internacionales de alta reputación y liderazgo en esta
área, pues la diferencia principal de su procedimiento es conceptual, al
privilegiar la “adecuación” sobre el paradigma “de lo simple a lo complejo”. Su
realización tomó casi 10 años de intensa labor, durante los cuales fue necesario
superar dificultades técnicas y elaborar novedosos sistemas numéricos.
El grupo es reconocido en todo
el orbe. Por sus aportaciones, dadas a conocer en la prestigiada revista Physical
Review A, los universitarios han sido invitados a presentar sus resultados en
seminarios y coloquios regulares en universidades tan reconocidas como Harvard,
Heidelberg, París-Sur y Toronto, así como en congresos nacionales e
internacionales.
Además, se les ha pedido
escribir un artículo de revisión sobre el tema, con énfasis en sus propios
resultados, para Physics Reports, una publicación de revisión de las más
prestigiosas en física del mundo. Recientemente, cuatro investigadores de alta
reputación (tres de EUA y uno sueco) pidieron pasar su año sabático para
trabajar con los mexicanos.
Turbiner Rosenbaum expuso que se propone construir un
paradigma con soluciones exactas que reproduzca, tanto como sea posible, las
características básicas del problema original y después se desarrolla un
planteamiento de estudio para las desviaciones entre el modelo y el
cuestionamiento de origen.
Esto ha permitido obtener
mejores predicciones, adelantó. “Las fórmulas son tan simples que podemos usar
algunas líneas para presentarlas de manera explícita, a diferencia de otros
métodos, en los que prácticamente no es posible” generarlas de forma explícita.
Al hablar de los campos
magnéticos, los investigadores señalaron que el magnetismo aparece como
consecuencia del movimiento de cargas eléctricas. Sin embargo, los más intensos
se encuentran en la superficie de las estrellas de neutrones.
Estos objetos estelares
–descubiertos hace casi 40 años y recientemente estudiados con observatorios
espaciales de rayos X, el Chandra de EU y el XMM Newton de la Unión Europea–
tienen una masa típica de 1.4 veces mayor que la de nuestro Sol, pero de
pequeño tamaño, similar al de la Ciudad de México, precisaron.
Probablemente su densidad es
la mayor que existe en la naturaleza siendo comparable o mayor que la de los
núcleos atómicos. Su temperatura es de un millón de grados centígrados.
Sorprendentemente tienen atmósfera, como la Tierra, pero delgada, de apenas 10
centímetros de espesor, detallaron.
Muchas de ellas existen en
nuestra galaxia. Entre las 100 mil millones de estrellas de la Vía Láctea,
alrededor de 100 millones lo son de neutrones, aclararon. La existencia de
enormes campos magnéticos en su superficie es observada por astrónomos. Su
intensidad es de un millón de millones de veces más que el terrestre, y aún no
se sabe que efectos producen sobre la materia.
De hecho, se encuentran entre
los más intensos que existen. “El conocimiento preciso de la composición
química de la atmósfera es crucial para entender las observaciones realizadas y
finalmente la estructura interna de la estrella”. En particular, señalaron,
pueden existir compuestos químicos exóticos que no hay en la Tierra y los que
se conocen pueden dejar de existir. La pregunta que surge es cómo ocurre el
fenómeno.
Toda la química está gobernada
por fuerzas Coulombianas, es decir, refirieron, eléctricas entre cargas, en
particular entre núcleos y electrones. Ello da lugar a la formación de átomos y
moléculas de acuerdo con la mecánica cuántica. “Las fuerzas magnéticas externas
que se pueden crear en la Tierra no juegan un papel importante, no pueden
formar nuevos átomos o moléculas.
“Sin embargo, en los campos
más intensos, las fuerzas de origen magnético resultan comparables, e incluso
mayores, que las eléctricas, dando lugar a la aparición de nuevos fenómenos
físicos como la formación de compuestos químicos inusuales, o la destrucción de
los sistemas tradicionales”, añadieron.
En 1999, los científicos
universitarios brindaron los primeros argumentos teóricos sólidos sobre la
existencia de un ión molecular exótico cargado, formado por tres protones y un
solo electrón. Nadie antes había pensado que tal sistema pudiera existir.
“Hemos encontrado que en presencia de campos magnéticos intensos también se
pueden formar otros sistemas moleculares exóticos, todos ligados por un solo
electrón”, resaltó Turbiner Rosenbaum.
En particular, se elaboró un
modelo que explica observaciones de observatorios internacionales sobre la
estrella de neutrones 1E1207.4-5209. El paradigma de los universitarios
“predice que la abundancia principal en la atmósfera es de iones moleculares
exóticos formados por tres protones y un electrón”, concluyó.
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FOTO 01
Alexander
Turbiner y Juan Carlos López, adscritos al Instituto de Ciencias Nucleares de
la UNAM, predijeron que en las estrellas de neutrones se producen nuevos
compuestos químicos.
FOTO 02.
Alexander
Turbiner y Juan Carlos López, del ICN de la UNAM, desarrollaron un método para
obtener resultados precisos sobre magnetismo, que los ha puesto a la vanguardia
entre grupos científicos internacionales.