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¿Las tasas de descomposición nuclear dependen de la temperatura?
REVISIÓN DE LA TECNOLOGÍA DEL MIT
Una visión desde la tecnología emergente desde el arXiv
¿Las tasas de descomposición nuclear dependen de la temperatura?
El debate sobre si las tasas de descomposición nuclear cambian con la temperatura está a punto de calentarse.
En 1913, Pierre Curie y M. Kamerlingh Onnes midieron la velocidad de descomposición del radio a temperatura ambiente y luego de enfriarse en hidrógeno líquido. Su conclusión fue que la tasa de descomposición era completamente independiente de la temperatura. Desde entonces, numerosas investigaciones han demostrado que las desintegraciones alfa y beta no están influenciadas por condiciones externas como la temperatura, la presión del aire o el material circundante. Por el contrario, se sabe que las desintegraciones que proceden de la captura de electrones son susceptibles a su entorno y, por lo tanto, se han colocado en una categoría diferente.
En los últimos años, sin embargo, una serie de nuevos resultados han amenazado con anular esta imagen. Varios grupos han demostrado que la velocidad de la captura de alfa, beta y de electrones depende de la temperatura y de si se colocan en un material aislante o conductor. Eso es emocionante porque plantea la posibilidad de tratar productos de desechos radiactivos. Pero también plantea un problema para los físicos de partículas cuyo modelo estándar completo asume que las tasas de descomposición no pueden ser influenciadas por factores externos.
Los resultados anómalos son desconcertantes. Un grupo encontró que el emisor de alfa polonio-210, cuando se colocaba en un recipiente de cobre a 12 grados Kelvin, tenía una vida media que era seis por ciento más corta que a temperatura ambiente. Otro informe afirmó que la vida media del emisor beta (-), oro -198, era 3,6 por ciento más larga a 12 grados Kelvin que a temperatura ambiente. Y otro grupo mostró que la vida media del berilio-7, que se descompone por la captura de electrones, depende del material en el que se coloca, aumentando en un 0,9 por ciento en paladio a 12 grados Kelvin y a 0,7 por ciento en indio a 12 grados Kelvin. Incluso hay una teoría para explicar lo que está sucediendo: que un efecto de detección dependiente de la temperatura dentro de los contenedores metálicos influye en la captura de electrones. Esto, por supuesto, debería afectar a todos los núcleos que decaen de esta manera.
Y si estas afirmaciones confusas no son lo suficientemente difíciles de digerir, otro grupo afirma que las tasas de descomposición están influenciadas por la distancia de la Tierra al Sol.
¿Qué diablos está pasando?
En la actualidad, el servicio normal regresa con un informe sobre las tasas de descomposición dentro de un metal hospedador de rutenio-97 por captura de electrones y rutenio-103 y rodio-105, ambos por emisión beta (-). John Hardy y sus amigos en el Cyclotron Institute de Texas A&M University midieron las tasas de descomposición de este material a temperatura ambiente y a 19 grados Kelvin con una precisión que, en la mayoría de los casos, fue mucho más alta que cualquier experimento anterior.
Sus resultados? Zip, zilch, cero. No encontraron dependencia de la temperatura en ninguno de sus datos.
Las conclusiones que se pueden extraer de este resultado ofrecen una visión interesante de la naturaleza del proceso científico, donde es muy fácil descartar los resultados nulos.
Mientras que Hardy y su grupo señalan que no pueden comentar sobre la validez de los resultados de otros grupos, su resultado nulo tiene una influencia significativa en el estado del efecto de selección. Su experimento muestra que el efecto de detección no se aplica al rutenio-97 y, por lo tanto, no puede ser un fenómeno general. Ese es un hallazgo significativo que enviará a los teóricos a sus pizarras.
Quizás más importante sea el efecto de este resultado en los físicos de partículas, que han estado afilando sus lápices en preparación para reescribir sus libros de texto en caso de que la perspectiva de una dependencia de la temperatura, o cualquier otra dependencia, levante la cabeza.
Hoy en día, parece que pueden estar tranquilos. Al menos, hasta la próxima salva en este debate.
Ref: arxiv.org/abs/0910.4338: Vida media de la descomposición de la captura de electrones de Ru-97: la medición de precisión no muestra dependencia de la temperatura