Una investigación de física en la UHU (Huelva) profundiza en las formas de los núcleos atómicos

HUELVA 4 Jul. (EUROPA PRESS) -

Los doctores de la Universidad de Huelva José Enrique García Ramos y Miguel Carvajal Zaera son los investigadores principales del proyecto 'Coexistencia de forma en el núcleo atómico', en el que participan tres investigadores de la UHU y otros tres de la Universidad de Sevilla, y que trata de desentrañar la estructura del núcleo de los átomos y, por otro lado, profundizar en el conocimiento del mundo cuántico.

Según ha indicado la UHU en una nota de prensa, se trata de un proyecto financiado a través de las convocatorias competitivas del Plan Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación.

De este modo, el doctor José Enrique García, que además es el investigador coordinador del proyecto, explica que 'Coexistencia de forma en el núcleo atómico' es un proyecto que va "mucho más allá de lo que su propio nombre indica".

Al respecto, García Ramos ha señalado que la primera rama de esta investigación es la que motiva el nombre del proyecto, "busca comprender ciertos aspectos de la estructura que tiene el núcleo atómico, y estudiar cómo ese núcleo atómico puede tener simultáneamente varias formas".

"La forma de alcanzar esas conclusiones se logra haciendo colisionar ciertos núcleos contra el núcleo que quieres estudiar, y con la ayuda de detectores especiales podemos conocer los fragmentos que se han 'roto', las energías o la carga que llevaban", ha subrayado el físico, antes de añadir que "otras veces, lo que hace el núcleo es situarse en un estado de energía más alto del que tenía, y el núcleo no es capaz de mantenerse en ese estado mucho tiempo, y lo que emite a continuación es luz, pero no una luz visible, sino una luz de muy alta energía, los rayos gamma, que también podemos ver con detectores".

Asimismo, el investigador ha resaltado que "características de esa radiación que emite el núcleo nos proporciona una valiosa información de la forma que tiene, e incluso de lo que puede hacer, por ejemplo, que vibre, que rote".

Se trata de una vertiente de estudio muy actual, y, como ha precisado José Enrique García Ramos, "actualmente, en los laboratorios de Física Nuclear, aunque existan unos 117 elementos, se han llegado a sintetizar en torno a 3.000 núcleos diferentes, y se calcula que deberían existir otros 3.000 más".

MOLÉCULAS E ISOMERIZACIÓN

De esta rama que investiga la coexistencia de forma en el núcleo atómico se encarga el propio García Ramos, y el proyecto se trifurca en líneas de estudio, todas ellas complementarias entre sí.

Así, la investigación que lleva el doctor Miguel Carvajal trasciende del estudio nuclear, para centrarse en las moléculas, y más concretamente en las llamadas transiciones de fase cuánticas.

Al respecto, Carvajal ha detallado que en el objeto de estudio se encuentran los "cambios que experimentan las moléculas cuando han sido excitadas mediante la aplicación de energía (por ejemplo, luz infrarroja)", y a través de "herramientas matemáticas, hemos podido observar diferentes cambios de fase, de comportamiento, en las moléculas".

Por otro lado, Carvajal, que también está inmerso en otros proyectos de investigación molecular como en el programa europeo ATMOS -donde es investigador principal en la Universidad de Huelva-, también trata de profundizar en la naturaleza de las moléculas a nivel atmosférico, trabajando con gases, así como a nivel astrofísico, orientado al estudio molecular en el medio interestelar.

Así, según ha destacado el coinvestigador principal del proyecto, la línea de investigación desarrollada sobre las transiciones de fase cuánticas es "muy interesante porque nos puede ayudar a estudiar la isomerización, es decir, aquellas moléculas que, conteniendo los mismos átomos, cambian completamente su estructura".

Tal es el caso del HCN y su isómero HNC, un cambio de estado en el que el átomo de hidrógeno pasa de estar ligado al nitrógeno a ligarse al carbono.

De este modo, el proyecto 'Coexistencia de forma en el núcleo atómico' toma estas dos vías, la propiamente nuclear, por un lado, y las transiciones de fase cuánticas, pero también apunta a una tercera rama, seguramente la que tiene una importante aplicación práctica más directa, concretamente en el campo de la computación cuántica.

"Si bien no estudiamos esa línea específicamente, siendo un trabajo puramente de mecánica cuántica, sí que lo hacemos sobre sistemas con los cuales funciona la computación cuántica, trabajando con iones atrapados, circuitos superconductores, etcétera", ha incidido José Enrique García Ramos.

La investigación sobre computación cuántica es una línea incipiente, y recientemente el grupo liderado por los doctores García Ramos y Carvajal han logrado su primera publicación, que ha versado sobre "tomar un modelo de física nuclear, para ir al ámbito de la computación cuántica; hemos conseguido trasladar una imagen que procesamos en un ordenador clásico, a un ordenador cuántico, con lo que se ha analizado el tipo de información que se puede extraer de ahí".

"Estamos satisfechos con el trabajo realizado, con una parte de estructura nuclear que tiene bastante desarrollo -en los dos años de duración del proyecto se han publicado 21 artículos en revistas internacionales y se han llevado a cabo unas cinco presentaciones en congresos internacionales-, y con mucho trabajo por delante, y también por esa nueva vía que hemos iniciado en la mecánica cuántica", ha concluido el investigador.