Rotaciones cuánticas inesperadas en isótopos de cadmio

Hasta ahora los isótopos estables de cadmio se consideraban como el típico ejemplo de núcleos atómicos que vibran alrededor de una forma esférica, pero investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid y otros centros internacionales han demostrado que estos sistemas cuánticos tienen una estructura mucho más compleja, donde coexisten formas más exóticas con aspecto de melón o lenteja.

Los isótopos estables de cadmio 110 y 112 (^110-112Cd, un sistema con 48 protones y 62 o 64 neutrones) se han considerado hasta la fecha como el paradigma de núcleos con vibraciones esféricas, pero un reciente estudio demuestra que el patrón de vibración puede presentar estados más deformados.

Un equipo internacional liderado por el profesor Paul Garrett de la University de Guelph (Canadá) realizó nuevos experimentos de espectroscopía gamma de alta precisión, en la instalación TRIUMF de Vancouver (Canadá), y ha logrado la más extensa y precisa medición que se haya realizado hasta la fecha de los espectros de estos isótopos estables de cadmio.

Los resultados experimentales fueron validados con cálculos teóricos del doctor Tomás R. Rodríguez, investigador de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM). Los cálculos, que se publican en Physical Review Letters, fueron ejecutados en superordenadores con técnicas avanzadas de resolución de muchos cuerpos cuánticos.

“De la combinación de los estudios experimentales y teóricos se infiere que estos isótopos no son esféricos, sino que presentan en realidad varias formas, más o menos deformadas, que rotan, produciendo en sus espectros diferentes ramas de desintegración características, a las que llamamos bandas rotacionales”, explica el profesor de la UAM.

Coexistencia de forma

A este tipo de fenómeno, en el que un mismo isótopo puede presentar diferentes deformaciones dependiendo de la energía a la que se encuentre, se le denomina ‘coexistencia de forma’. En este trabajo, los autores encontraron hasta cuatro formas diferentes: "Tres similares a un melón más o menos deformado, y la restante parecida a una lenteja”.