Logran por primera vez medir desde el espacio la vida de los neutrones

Por primera vez los científicos lograron medir la vida de los neutrones desde el espacio. Conocer la vida útil de los neutrones es clave para entender la formación de los elementos después del Big Bang que formó el universo hace 13.800 millones de años.

Para hacer su descubrimiento los científicos de la Universidad de Durham, Reino Unido, y el Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins, EEUU, utilizaron datos de la nave espacial de la NASA Messenger. Mientras la nave volaba sobre Venus y Mercurio, midió la velocidad a la que las partículas de neutrones se filtraban desde los dos planetas.

El número de neutrones detectados dependía del tiempo que les llevó volar hasta la nave espacial en relación con la vida útil de los neutrones, dando a los científicos una forma de calcular cuánto tiempo podrían sobrevivir las partículas subatómicas.

"La vida útil de los neutrones libres proporciona una prueba clave del Modelo Estándar de la física de partículas, y también afecta a las abundancias relativas de hidrógeno y helio formadas en el universo primitivo solo unos minutos después del Big Bang, por lo que tiene implicaciones de gran alcance, explicó Vincent Eke, uno de los autores de la investigación.

Los métodos de medición en el espacio ofrecen la posibilidad de romper el impasse entre las dos técnicas de medición que se realizan en la Tierra.

Los neutrones se encuentran normalmente en el núcleo de un átomo, pero se desintegran rápidamente en electrones y protones cuando están fuera del átomo.

Los científicos han utilizado anteriormente dos métodos de laboratorio para tratar de determinar la vida útil de los neutrones. Según la primera, los neutrones pueden sobrevivir un promedio de 14 minutos y 39 segundos. La otra técnica da unos 14 minutos y 48 segundos, o sea nueve segundos más que el otro método. Esta diferencia resulta ser enorme en cuestiones de ciencia cósmica. 

Messenger llevó un espectrómetro de neutrones para detectar neutrones liberados en el espacio por rayos cósmicos que chocan con átomos en la superficie de Mercurio como parte de la investigación para determinar la existencia de agua en el planeta.

"Aunque Messenger fue diseñado para otros propósitos, aún pudimos usar los datos para estimar la vida útil de los neutrones. La nave espacial hizo observaciones en un amplio rango de alturas sobre las superficies de Venus y Mercurio, lo que nos permitió medir cómo el flujo de neutrones cambia con la distancia de los planetas", indicó Jacob Kegerreis, uno de los autores del estudio.

Encontraron que la vida útil de los neutrones es de 13 minutos, con una incertidumbre de unos 130 segundos por las estadísticas y otras incertidumbres, como si el número de neutrones cambiara durante el día o la composición química de la superficie de Mercurio.

La vida útil estimada para los neutrones está cerca del rango de las estimaciones en la Tierra.

Los investigadores aseguraron que su nuevo método podría proporcionar una manera de poner los puntos sobre las íes en las mediciones existentes, que compiten entre sí. Añadieron que unas mediciones más precisas requerirían una misión espacial dedicada, posiblemente a Venus, ya que su gruesa atmósfera y su gran masa atrapan neutrones alrededor del planeta.