Responsable: ENRIQUE MARTINEZ QUIROZ
Se propone estudiar, teórica y experimentalmente, la interacción a nivel nuclear de uno de los isótopos de Berilio, 7Be con uno de los isótopos de Níquel, 58Ni, poniendo especial énfasis en la probabilidad de que ambos se fusionen. Para esto se llevan a cabo reacciones nucleares controladas, usando aceleradores de partículas. Uno de los aspectos relevantes de esta propuesta, es que el isótopo de berilio que se propone estudiar, es un núcleo radiactivo, que no existe en la naturaleza y que por lo tanto no se puede obtener con un acelerador de partículas por métodos convencionales. Debido a que en México no existe la infraestructura necesaria para llevar a cabo este tipo de experimentos, se planea llevar a cabo estos experimentos en la Universidad de Notre Dame, Estados Unidos. También se planea realizar un estudio complementario y comparativo con otros núcleos radiactivos (6He, 8Li, 8B), núcleos ya estudiados por nuestro grupo en el marco de las investigaciones realizadas en el área de "Reacciones Nucleares con Haces Radiactivos".
Con el fin de ampliar y complementar estos estudios, se planea realizar experimentos, usando el Acelerador Tandem del ININ (e infraestructura asociada al mismo), para realizar experimentos similares, pero acelerando partículas estables como 9Be.
Los estudios en el campo de Reacciones Nucleares, acelerando núcleos de vida media corta, han abierto nuevas fronteras en la Astrofísica Nuclear y la Estructura Nuclear, entre otros. Debido a la importancia y lo excitante de este tema, en el mundo se han desarrollado instalaciones que permiten producir y realizar experimentos con este tipo de haces. Tal es el caso del Laboratorio de Estructura Nuclear de la Universidad de Notre Dame, Estados Unidos, pioneros en este campo, en donde desde hace más de quince años se llevan a cabo este tipo de estudios y actualmente cuenta con una instalación para producir y realizar experimentos con haces radiactivos. Más recientemente, la Universidad de Sao Paulo, Brasil, ha instalado un sistema similar pero con perspectivas para obtener haces de mayor energía que en la Universidad de Notre Dame.
La colaboración (por más de dos décadas), del grupo de Iones Pesados del ININ con la Universidad de Notre Dame, ha permitido al grupo del ININ incursionar en este campo, siendo de los primeros grupos mexicanos en publicar a nivel internacional resultados experimentales en esta área. A la fecha, el grupo cuenta con alrededor de 30 artículos publicados en revistas altamente especializadas, con aproximadamente 400 citas a estos trabajos, además de una buena cantidad de contribuciones a Congresos tanto Internacionales como Nacionales.
El estudio de reacciones con proyectiles de 7Be, complementaría en forma muy importante los estudios sistemáticos que viene realizando nuestro grupo ya que al determinar el comportamiento de este núcleo, que sería el segundo proyectil radiactivo con exceso de protones estudiado por el grupo, se estaría obteniendo también información importante para entender los resultados relativos al 8B. Este núcleo es considerado como un carozo de 7Be, más un protón débilmente ligado. Desde el punto de vista de la Astrofísica Nuclear, también hay un gran interés por conocer la estructura del 7Be debido a que juega un papel importante en la producción de 8B en el sol, aspecto de gran relevancia para entender la evolución de estrellas de este tipo.
La presente propuesta forma parte de un proyecto bastante más amplio (aprobado por CONACYT, clave 49915-F) y comprende aquellas actividades del mismo, que se estima podrán realizarse durante el año 2010. Abarca dos grandes aspectos: experimentos con haces radiactivos (en la Universidad de Notre Dame y en la Universidad de Sao Paulo) y experimentos con haces estables (en el ININ), además de contemplar la realización de estudios teóricos en relación a dichos experimentos.
La actividad del grupo y el nivel de las investigaciones que realiza, se ve reflejado en el número de artículos publicados en revistas especializadas de alto nivel, así como en el considerable número de conferencias impartidas en eventos internacionales.
Gracias al financiamiento de CONACYT, el ININ sigue manteniendo una presencia importante en eventos de trascendencia como: el Symposium on Nuclear Physics (único evento especializado en el país), y el Congreso Nacional de Física, donde se presenta a la comunidad científica, internacional y nacional, los avances de las investigaciones realizadas por el Grupo de Iones Pesados del ININ.
Otro de los beneficios importantes que se obtienen de este proyecto ha sido la generación de recursos humanos altamente especializados para el país. En el 2009 estuvieron adscritos al proyecto un estudiante de doctorado y uno de licenciatura. Se espera que ambos estudiantes concluyan sus estudios durante el 2010.
Se concluyó la reducción del análisis de uno de los experimentos, enfocado al proceso conocido como Dispersión Elástica para el sistema 7Be+58Ni. Con base en los resultados experimentales, se llevó a cabo el estudio teórico con el fin de establecer la contribución de cada uno de los procesos más relevantes de esta reacción (fusión, transferencia, rompimiento, etc.), a la probabilidad total de reacción.
También se llevaron a cabo las primeras pruebas para la obtención de un haz de Berilio en el Laboratorio del Acelerador Tandem; sin embargo, es necesario continuar con las pruebas, para adecuar y optimizar el funcionamiento del Acelerador (e infraestructura asociada).
En la parte teórica, se ha extendido el análisis a otros sistemas que involucran isótopos de Berilio como 9,10Be + 208Pb, con el fin de llevar a cabo un análisis más global y sistemático de los sistemas estudiados por el grupo, determinando para qué sistemas se presenta el efecto conocido como Anomalía de Umbral.
Como resultado de las investigaciones realizadas por el grupo, en 2009 se publicaron nueve artículos en revistas altamente especializadas, de carácter internacional y fueron presentados catorce trabajos en Congresos, tanto a nivel internacional como nacional.
La vinculación más importante es sin duda la ampliación de la colaboración con la Universidad de Notre Dame (con una tradición de mas de 20 años), que ha resultado muy benéfica y productiva para el grupo, tanto en la parte de Investigación como en la de Formación de Recursos Humanos. Por otro lado, el inicio de una colaboración con la Universidad de Sao Paulo, abre nuevas perspectivas para futuros experimentos, ante la posibilidad de poder realizar estos, a energías mayores de las que se pueden alcanzar en la Universidad de Notre Dame. Adicionalmente, la colaboración con científicos brasileños, permite al grupo acceder a Modelos Teóricos más sofisticados y complejos para el análisis y entendimiento de los procesos involucrados en experimentos de Reacciones Nucleares con Haces Radiactivos. Estas colaboraciones serán posibles gracias al financiamiento de CONACYT, proyecto 49915-F, el cual contempla, entre otros apoyos, el apoyo para la realización de Estancias de Investigación en el Extranjero de Científicos y Estudiantes mexicanos.
En cuanto a vinculación interna, la infraestructura desarrollada por nuestro grupo dentro de un proyecto anterior (principalmente consolidación del CAMAC, instalación de un Espectrómetro de Tiempo de Vuelo, instalación de sistemas criogénicos de vacío, entre otros), contribuirá a un mejor desempeño del laboratorio del acelerador Tandem, con el consecuente beneficio para todos sus usuarios.
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