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Finalmente se detecta un raro isótopo de oxígeno, y desafía las expectativas

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Finalmente se detecta un raro isótopo de oxígeno, y desafía las expectativas

La planta Riken RI Beam en Wako, Japón, crea corrientes de isótopos radiactivos utilizando este ciclotrón de anillo superconductor.Crédito: Centro Nishina para la ciencia basada en aceleradores

Combinando un potente conjunto de instrumentos con conocimientos experimentales, los físicos han detectado por primera vez oxígeno-28, un isótopo de oxígeno que contiene 12 neutrones adicionales en su núcleo. Los científicos llevan mucho tiempo prediciendo que este isótopo es excepcionalmente estable. Pero las primeras observaciones de 28O core sugiere que no es así: se desintegra rápidamente después de su creación, informa un equipo de Naturaleza Hoy1. Si los resultados pueden reproducirse, es posible que los físicos necesiten actualizar las teorías sobre la estructura de los núcleos atómicos.

La fuerza más poderosa del Universo es la que mantiene unidos a los protones y neutrones en el núcleo de un átomo. Para comprender cómo se forjan los elementos, la física de las estrellas de neutrones y más, los científicos necesitan comprender mejor esta poderosa fuerza nuclear, dice Takashi Nakamura, físico del Instituto de Tecnología de Tokio. Él y otros investigadores están probando teorías sobre cómo se mantienen unidos los núcleos atómicos llevándolos a los extremos. Un método popular es cargar núcleos ligeros, como el oxígeno, con un exceso de neutrones y ver qué sucede.

Las teorías actuales afirman que los núcleos atómicos que contienen un cierto número de protones y neutrones son inherentemente estables. Esto se debe a que los protones y neutrones llenan las «capas» del núcleo. Cuando una capa se llena con la cantidad adecuada de protones o neutrones, resulta extremadamente difícil agregar o eliminar partículas. Estos son números «mágicos» y se cree que incluyen 2, 8, 20, 28, 50, 82 y 126 partículas. Si un núcleo tiene un número mágico de neutrones y protones, se vuelve “doblemente mágico” y, por tanto, aún más estable.

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La forma más abundante de oxígeno, dieciséisO, es doblemente mágico, debido a sus ocho protones y ocho neutrones. Desde hace tiempo se predice que el oxígeno-28, con 8 protones y 20 neutrones, también es doblemente mágico. Pero los físicos no habían podido detectarlo antes.

cazadores de fantasmas

Observar 28O requirió varias hazañas experimentales. Los intensos flujos de isótopos radiactivos producidos por la fábrica Riken RI Beam en Wako, Japón, fueron clave para toda la operación. Los científicos dispararon un haz de isótopos de calcio 48 contra un objetivo de berilio, creando un isótopo de flúor 29. El núcleo de este isótopo tiene un protón más que 28O pero el mismo número de neutrones. Luego los científicos rompieron 29F en una gruesa barrera de hidrógeno líquido, expulsando un protón del núcleo y generando 28o.

Una foto de grupo del equipo y la configuración del experimento Oxígeno-28 en la Fábrica de Haces de Isótopos Radiactivos RIKEN.

Un gran equipo internacional de investigadores utilizó instrumentos en la fábrica Riken RI Beam para detectar oxígeno-28.Crédito: Yosuke Kondo

Esta rara forma de oxígeno tenía una vida útil demasiado corta para poder observarla directamente. En cambio, el equipo detectó sus productos de desintegración: oxígeno-24 más cuatro neutrones, una medición que parecía imposible hace sólo unos años.

Se han medido hasta dos neutrones simultáneamente, pero esta es la primera vez que los científicos detectan cuatro simultáneamente, dice Nakamura. «Son como fantasmas», dice sobre los neutrones. Sin carga eléctrica, los neutrones no se pueden combatir de la misma manera que los protones (24O, con sus ocho protones cargados positivamente, podría introducirse en un detector con imanes). Para observar neutrones individuales, el equipo utilizó un potente detector especialmente diseñado prestado por el Centro GSI Helmholtz para la Investigación de Iones Pesados ​​en Darmstadt, Alemania, además de instrumentos de Riken. En este detector especializado, los neutrones entrantes se revelan cuando chocan con protones. Nakamura dice que el autor principal del estudio, el físico del Instituto de Tecnología de Tokio, Yosuke Kondo, utilizó simulaciones para ayudar a verificar estas difíciles mediciones.

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«Realmente hicieron sus deberes», dice Robert Janssens, físico de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill. “Hicieron todos los controles posibles. Es un tour de force.

Límites atómicos

Aunque el equipo no pudo obtener una medición exacta de la vida útil de 28Oh, Nakamura dice que el isótopo no se comportó como si fuera doblemente mágico: se desmoronó casi tan pronto como nació.

«Me sorprendió», dice. “Personalmente, pensé que era doblemente mágico. Pero eso es lo que dice la naturaleza.

Esta no es la primera vez que la lista de números mágicos compilada por los físicos nucleares no es universalmente aplicable, dice Rituparna Kanungo, física de la Universidad de Saint Mary en Halifax, Canadá. Formó parte de un equipo de científicos que demostró en 2009 que 24O – a diferencia de las reglas nucleares – tiene un núcleo que se comporta como si fuera doblemente mágico2. Sus 8 protones y 16 neutrones están fuertemente unidos entre sí, lo que le confiere una vida útil relativamente larga: tarda unos 61 milisegundos en la mitad del tiempo. 24O desaparece por desintegración radiactiva. Esto significa que en algunos núcleos, si están estrechamente unidos, 16 también podría ser un número mágico.

«Los números mágicos no son inmutables», explica Janssens.

Por ahora, las desconcertantes cualidades de 28O plantea una gran cantidad de preguntas sobre las fuerzas que mantienen unidos los núcleos. Los físicos sueñan con posibles próximos pasos. Nakamura quiere ver si es posible detectar oxígeno 30. Dado que la estabilidad de diferentes isótopos es una medida relativa, sería útil comparar 28Oh, con este vecino cercano, más pesado, pero invisible.

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«Es tan simple y tan complicado», dice Janssens. «Aún no sabemos cuántos protones y neutrones se pueden empaquetar en un núcleo» y mantenerlos unidos, añade. “En otras palabras, ¿cuál es el límite?

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¿Quieres vivir o visitar el espacio? Esta exposición ofrece una visión general

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¿Quieres vivir o visitar el espacio?  Esta exposición ofrece una visión general

¿Alguna vez te has preguntado cómo sería vivir y trabajar en el espacio?

Para averiguarlo, podrías localizar a un astronauta o cosmonauta que pasó un tiempo en la estación espacial rusa Mir. O podría entrevistar a una de las más de 270 personas que han pasado tiempo en la Estación Espacial Internacional, que, según la NASA, es más grande que una casa de seis dormitorios, dos baños, un gimnasio y vistas de 360 ​​grados. vista de ventana salediza.

También puedes tomar unas palomitas de maíz o un helado de “astronauta” liofilizado y ver una película o un programa de televisión, como “2001: Una odisea en el espacio”, “Ad Astra” o “Star Trek: Deep Space Nine”, que imagina cómo es la vida. Podría ser como en una estación espacial ficticia.

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O puedes ir al Museo de Vuelo en Seattle para visitar «Hogar más allá de la Tierra“Esta es una exhibición que se inaugurará a principios de junio y se centra en estaciones espaciales pasadas, presentes y futuras e incluye más de 50 artefactos, modelos, artículos de vuelos espaciales y uniformes.

MUSEO DE AVIONES DE SEATTLE

El tema de la vida a largo plazo en el espacio es actual, según Geoff Nunn, diseñador de exposiciones y curador espacial durante todo el año en el Museo del Vuelo. Actualmente, hay dos estaciones espaciales en la órbita de la Tierra: la estación espacial china Tiangong y la ISS, que ha albergado un equipo rotativo de astronautas desde noviembre de 2000 y se espera que se retire alrededor de 2030.

«La NASA y sus socios internacionales están buscando ceder operaciones a largo plazo en el espacio a compañías privadas de estaciones espaciales. Y varias compañías están desarrollando sucesoras de la Estación Espacial Internacional que serán de propiedad y operación privadas», dijo Nunn. «Así que durante la próxima década podríamos ver enormes cambios en la forma en que vivimos y trabajamos en el espacio».

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Nunn dijo que para esta exhibición, el museo quería ir más allá del aspecto STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas) de vivir y trabajar en una estación espacial. Su objetivo es profundizar en las influencias culturales y la fascinación humana por el funcionamiento interno de lo que realmente podría implicar vivir y trabajar en el espacio.

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Para ello, la exposición se remonta a las primeras historias de ciencia ficción que plantean hipótesis y predicen cómo podrían ser las estaciones espaciales. Avanza hacia la historia de la vida real y el trabajo en el espacio, comenzando con Skylab y Salyut en la década de 1970 y continuando hasta la actual ISS. La exposición también analiza el futuro próximo y cómo podría ser la comunidad espacial.

MUSEO DE AVIONES DE SEATTLE

Los objetos de la exhibición incluirán modelos a escala de estaciones espaciales históricas y conceptuales, incluido un modelo de la ISS construido por estudiantes de la Universidad de Washington y que presenta paneles solares que se sincronizan y giran con la ISS real del planeta.

“Home Beyond Earth” también incluirá ropa a bordo de todos los tipos principales de estaciones espaciales en órbita (excepto la estación espacial Tiangong de China). Contará con artefactos que han volado en el espacio, como la galardonada Copa Espacialuna taza de café ingrávida diseñada para la NASA en la Universidad Estatal de Portland y probada en la ISS.

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MUSEO DE AVIONES NASA/SEATTLE

Se exhibirá una versión de prueba de una impresora 3D llamada Refabricator, que tiene aproximadamente el tamaño de un refrigerador de un dormitorio y se lanzó a la ISS en 2018. También se exhibirá “La Ola” de Nicole Stott, la primera acuarela pintada por un astronauta en el espacio a bordo de la ISS en 2009.

Para ayudar a los futuros astronautas a visualizar mejor cómo sería vivir y trabajar en el espacio, la exhibición emitirá tarjetas o fichas digitales que invitan a los visitantes a elegir la estación espacial de su elección y personalizar su viaje. Para aquellos que quieran recuerdos de su viaje, habrá carteles de viajes espaciales que representan estaciones espaciales reales e imaginarias.

Entonces, ¿está listo el curador espacial del Museo del Vuelo para vivir y trabajar en una estación espacial?

«Creo que si podemos encontrar un espacio adecuadamente cómodo allí arriba», dijo Nunn, «podría considerarlo».

“Home Beyond Earth” se estrena el 8 de junio en el Museo de Vuelo de Seattle y se extenderá hasta el 20 de enero de 2025.

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El Boeing Starliner llega a la plataforma de lanzamiento para el primer vuelo de astronautas el 6 de mayo (fotos)

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El Boeing Starliner llega a la plataforma de lanzamiento para el primer vuelo de astronautas el 6 de mayo (fotos)

CABO CAÑAVERAL — ¡Que Rocket Force esté contigo!

Un cohete Atlas V se desplegó en su plataforma de lanzamiento el sábado 4 de mayo, también Día de Star Wars, en la estación espacial de Cabo Cañaveral, días antes de su histórica primera misión con astronautas. En lo alto del propulsor de United Launch Alliance estaba la nave espacial Starliner de Boeing, que también realizará su primer vuelo con humanos a bordo después de su lanzamiento no antes del lunes 6 de mayo.

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Probablemente nos equivoquemos nuevamente sobre el T.Rex, según un nuevo estudio: ScienceAlert

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Probablemente nos equivoquemos nuevamente sobre el T.Rex, según un nuevo estudio: ScienceAlert

¿Estúpido idiota o músculo inteligente? El debate ha terminado Tirano saurio Rex La inteligencia continúa, con un nuevo artículo que se basa en la teoría original de que estos temibles gigantes no eran tan brillantes.

En 2023, un controvertido estudio sugirió que uno de los dinosaurios más infames del mundo, tirano-saurio RexPodría ser tan inteligente como los simios modernos, lo que provocó mucho escepticismo entre otros investigadores que ahora han presentado sus resultados.

«La posibilidad de que Tirano saurio Rex podría haber sido tan inteligente como un babuino es fascinante y aterrador, con el potencial de reinventar nuestra visión del pasado», explicar Darren Naish, paleontólogo de la Universidad de Southampton. «Pero nuestro estudio muestra cómo todos los datos que tenemos van en contra de esta idea».

Dirigido por el zoólogo Kai Caspar de Universidad Heinrich Heine en AlemaniaEl nuevo estudio encontró que las mediciones del tamaño del cerebro en el estudio de 2023 eran inexactas, lo que inflaba las estimaciones sobre cuántas neuronas los reptiles prehistóricos podían caber en sus cabezas, particularmente en el prosencéfalo.

Esta sobreestimación se debió principalmente al hecho de que el artículo original suponía Tirano saurio Rex El cerebro ocupaba la mayor parte del espacio endocraneal, lo que no ocurre en la mayoría de los dinosaurios, Naish explica en un artículo de blog.

Relación entre cerebro y masa corporal en vertebrados terrestres. los dinosaurios aman Tirano saurio Rex Tienen una proporción de tamaño cerebro-cuerpo similar a la de los reptiles vivos. (Gutiérrez-Ibáñez)

Además, Caspar y sus colegas sostienen que el número de neuronas no rastrea de manera confiable la inteligencia. Tomemos como ejemplo a los pájaros: durante mucho tiempo se pensó que el tamaño pequeño de su cabeza significaba que tenían menos neuronas y, por lo tanto, no eran muy inteligentes.

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Pero desde entonces hemos aprendido que aves como los cuervos pueden superar a los primates en ciertas tareas cognitivas a pesar de tener cabezas más pequeñas, lo que lleva a la conclusión de que otros factores además del tamaño del cerebro, como los patrones de conectividad, desempeñan un papel muy importante en la determinación de la inteligencia.

«Argumentamos que no es una buena práctica predecir la inteligencia en especies extintas cuando lo único que tenemos es la cantidad de neuronas reconstruidas a partir de endocasts». dicho Casper.

En cambio, se necesitan múltiples fuentes de datos, desde anatomía hasta pistas sobre el comportamiento y más comparaciones con los animales modernos, para hacer estimaciones más precisas sobre las inteligencias prehistóricas.

«Se necesita una comprensión significativamente mejorada de la relación entre el número de neuronas y otras variables biológicas, particularmente el rendimiento cognitivo, en los animales existentes» antes de que puedan ocurrir predicciones más precisas, dijo el equipo. argumenta en su artículo.

Árbol de relaciones entre reptiles, dinosaurios y aves así como su complejidad cerebral
Las relaciones entre grupos de reptiles, así como una representación de su complejidad cerebral, muestran que los cerebros de los tiranosaurios no son tan diferentes de los de los crocodilomorfos. (Caspar et al., El archivo anatómico2024).

Entonces, ¿dónde deja eso a la Tirano saurio Rex?

La evidencia conductual reciente sugiere que los famosos reptiles prehistóricos pueden haber sido sorprendentemente sociales, cazar en manadaspero esto no es suficiente para sugerir inteligencia a nivel de primates.

«Se parecían más a cocodrilos gigantes e inteligentes, y eso es igualmente fascinante». concluye Naish.

Esta investigación fue publicada en El archivo anatómico.

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