VOLVER

Share

El Problema Cosmológico del Litio en la descripción del Big Bang

Expertos de la Universidad de Sevilla participan en un grupo de investigación internacional que trata de dar solución a este aspecto, una de las incógnitas en la descripción actual del Big Bang.

Fuente: Universidad de Sevilla

Big Bang , física de partículas , litio


Sevilla |
08 de enero de 2019

La colaboración internacional n_TOF, en la que participa un grupo de investigadores de la Universidad de Sevilla, ha hecho uso de las capacidades únicas en el mundo de tres instalaciones nucleares como son las del PSI (Paul Scherrer Institute, Suiza), ISOLDE (ISotope On-Line DEvice, CERN) y n_TOF (neutron-Time Of Flight, CERN), para realizar un nuevo experimento destinado a explorar una explicación al Problema Cosmológico del Litio basada en un canal neutrónico. Este problema es uno de los aspectos aún no resueltos de la descripción estándar actual del Big Bang. Los nuevos resultados experimentales, sus interpretaciones teóricas e implicaciones de estas dos reacciones en el Problema Cosmológico del Litio han sido publicados en la revista científica Physical Review Letters.

Diversas reacciones nucleares responsables de la creación y destrucción de núcleos atómicos en la nucleosíntesis durante el Big-Bang son cruciales en la determinación de la abundancia primordial del litio.

Diversas reacciones nucleares responsables de la creación y destrucción de núcleos atómicos en la nucleosíntesis durante el Big-Bang son cruciales en la determinación de la abundancia primordial del litio, el tercer (y último) elemento químico formado durante la fase muy temprana de evolución del Universo.

Los modelos estándar de Big Bang que se utilizan en la actualidad predicen una abundancia de Li-7, el principal isótopo del Litio, que es un factor 3-4 mayor que el determinado mediante observaciones astronómicas. Recientemente se ha investigado en la instalación n_TOF del CERN la posibilidad de un canal neutrónico que podría incrementar la tasa de destrucción del isótopo Be-7, el precursor del Li-7, y, por lo tanto, hacer compatibles las abundancias cosmológicas del Litio calculadas y observadas.

“Potencialmente, un canal de reacción neutrónico podría resolver el Problema Cosmológico del Litio, que es uno de los aspectos aún no resueltos de la descripción estándar actual del Big-Bang”, apunta el catedrático de la Universidad de Sevilla José Manuel Quesada.

En la instalación SINQ del PSI (Villigen, Suiza) se separó el material “en bruto” destinado a ser utilizado en el nuevo experimento. El material fue posteriormente enviado a la instalación de haces radiactivos ISOLDE del CERN para producir un blanco puro con menos de 0.1 miligramos de Be-7, que se envió a continuación a la instalación n_TOF para realizar en ella las medidas neutrónicas.

Carta de los seis primeros isótopos (hasta el carbón).

Esta ha sido la primera ocasión en que las dos instalaciones del CERN dedicadas a los experimentos de física nuclear han llevado a cabo un experimento conjunto, utilizando el haz de iones radiantivos de ISOLDE para producir el blanco necesario para un experimento en n_TOF mediante la técnica de tiempo de vuelo de los neutrones.

En un experimento previo en n_TOF se había medido la sección eficaz de la reacción 7Be(n,a)4He en un amplio rango de energías, lo cual permitió imponer fuertes restricciones a uno de los mecanismos de destrucción del isótopo Be-7 durante el Big-Bang. En este experimento, sin embargo, se ha medido la reacción 7Be(n,p)7Li, extendiendo de nuevo datos previos a un mayor rango de energías y, por lo tanto, permitiendo una actualización de la tasa de reacción usada en los cálculos en red estándar del el Big Bang.

“Aunque los nuevos datos extraidos de los experimentos en n_TOF permiten establecer una base mucho más firme para los cálculos BBN, la conclusión de este trabajo es que los canales neutrónicos no bastan para resolver el Problema Cosmológico del Litio. La comunidad científica tiene aquí un reto que exigirá esfuerzos adicionales para resolver este enigma, que implica los campos astrofísica nuclear, observaciones astronómicas, cosmología no estándar e incluso nueva física más allá del Modelo Estándar de física de partículas”, aseguran los investigadores.

Referencias:

7Be(n,p)7Li reaction and the cosmological lithium problem: Measurement of the cross section in a wide energy range at n_TOF at CERN. L. Damone et al. (The n_TOF Collaboration), Physical Review Letters 121, 042701 (2018). DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.042701


Share

Publicaciones relacionadas

La última película de la historia del universo
08 de mayo de 2014

Investigadores de Europa y EE UU, coordinados desde el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), han simulado por ordenador los cambios que se han producido en el cosmos a lo largo de sus últimos 13.000 millones de años. El modelo reproduce con una precisión sin precedentes la evolución de las galaxias, la materia oscura y, por primera vez, la de los elementos gaseosos y metálicos.

Sigue leyendo
Confirman que las novas, un tipo de fenómenos explosivos en las estrellas, son la fuente principal de litio del universo
02 de noviembre de 2016

Se han detectado grandes cantidades de berilio-7, un elemento que se transforma en litio, en la nova Sagittarii 2015 N.2

Sigue leyendo
Hallan una decena de galaxias parecidas a las primigenias
08 de marzo de 2017

Las galaxias primigenias datan de las edades oscuras, un periodo cosmológico difícil de observar en detalle debido a la presencia de hidrógeno neutro, un gas que aumenta la opacidad del medio. El hallazgo de galaxias análogas, que datan de un tiempo algo posterior pero que presentan las mismas características que las galaxias primigenias, ha permitido estudiar el proceso en detalle

Sigue leyendo

#CienciaDirecta

Tu fuente de noticias sobre ciencia andaluza

Más información Suscríbete

Este sitio web utiliza cookies para mejorar tu experiencia. Continuando la navegación aceptas su uso. Más información

Los ajustes de cookies de esta web están configurados para "permitir cookies" y así ofrecerte la mejor experiencia de navegación posible. Si sigues utilizando esta web sin cambiar tus ajustes de cookies o haces clic en "Aceptar" estarás dando tu consentimiento a esto.

Cerrar