Los científicos descubren cómo el intercambio de nucleones ayuda a la fusión nuclear

Las reacciones de fusión nuclear de baja energía tienen el potencial de proporcionar energía limpia.

En las estrellas, estas reacciones son vitales durante las etapas de quema de carbono y oxígeno, esenciales para la evolución estelar.

También ofrecen información sobre los procesos exóticos que tienen lugar en las capas internas de las estrellas de neutrones a medida que acumulan materia.

Sin embargo, la dinámica exacta de estas reacciones aún no se comprende completamente. Un aspecto clave es cómo se mueven los nucleones (protones y neutrones) entre los dos núcleos de unión.

Cuando los núcleos se acercan lo suficiente como para que entren en juego las fuerzas nucleares, los nucleones pueden migrar de un núcleo a otro, lo que potencialmente facilita la fusión.

Un estudio reciente ha arrojado luz sobre cómo la composición del isospin, que separa los protones de los neutrones, influye en los procesos de fusión de baja energía.

Los investigadores utilizaron técnicas computacionales avanzadas y modelos teóricos para examinar la fusión de diferentes núcleos con diferentes configuraciones de isospin.

Sus resultados resaltan el papel crucial de la composición de isospin en la comprensión de las reacciones de fusión. El estudio fue publicado en la revista Revisión Física C.

En esta investigación, científicos de la Universidad de Fisk y la Universidad de Vanderbilt utilizaron modelos teóricos y de computación de alto rendimiento para estudiar cómo la dinámica del isospin afecta la fusión nuclear a bajas energías en varios isótopos. También observaron cómo la forma de los núcleos afecta a esta dinámica.

En sistemas donde los núcleos son asimétricos, la dinámica del isospin se vuelve particularmente importante, y a menudo reduce la barrera de fusión, especialmente en sistemas ricos en neutrones. Este fenómeno se puede explorar utilizando instalaciones especializadas que generan haces de núcleos exóticos e inestables.

Los hallazgos proporcionan información valiosa sobre los procesos nucleares fundamentales que gobiernan estas reacciones. Esta idea tiene amplias implicaciones para la física nuclear, la astrofísica y, potencialmente, la futura energía basada en la fusión.

Al comprender mejor cómo se mueven los nucleones entre los núcleos de fusión, los científicos pueden desarrollar reacciones de fusión más eficientes. Esto podría conducir a avances en la producción de energía limpia y profundizar nuestra comprensión de los procesos estelares y de neutrones.

El estudio destaca la importancia de la composición del isospin en las reacciones de fusión y ofrece una nueva perspectiva sobre la dinámica de la fusión nuclear.