Nuevo método de "laboratorio de mesa" del MIT permite observar el núcleo atómico a través de electrones moleculares

Científicos especializados en física del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han anunciado el desarrollo de una metodología revolucionaria destinada a escudriñar la estructura interna del núcleo atómico. Lo notable de esta innovación es que prescinde por completo de la necesidad de recurrir a los gigantescos aceleradores de partículas. En su lugar, el equipo de investigación optó por emplear los electrones que forman parte de la molécula de monofluoro de radio (RaF) como una sonda interna. Este enfoque se consolida como una alternativa “de laboratorio de mesa” sumamente accesible para la física fundamental. Este trascendental logro fue detallado y presentado en la prestigiosa revista Science el 23 de octubre de 2025.

La esencia de esta técnica reside en la ingeniería de una molécula específica donde el átomo de radio se encuentra unido al átomo de flúor. Dentro de este entorno molecular singular, los electrones que giran alrededor del núcleo de radio están sujetos a un campo eléctrico interno de magnitud colosal. Este campo supera con creces la intensidad de los campos que pueden generarse bajo condiciones de laboratorio convencionales. Dicha amplificación incrementa significativamente la probabilidad de que los electrones logren penetrar momentáneamente el núcleo de radio, interactuando directamente con sus protones y neutrones constituyentes.

Al salir, estos electrones transportan consigo un desplazamiento energético minúsculo, una especie de “mensaje nuclear”, que los investigadores midieron meticulosamente para extraer información crucial sobre la configuración interna del núcleo. Gracias a esta metodología, se ha logrado medir por primera vez la “distribución magnética” nuclear, un parámetro que describe la disposición mutua de los protones y neutrones dentro del núcleo.

Shane Wilkins, autor principal del estudio, calificó la acción de introducir radio radiactivo dentro de una molécula como una maniobra científica de gran elegancia, transformando efectivamente la molécula en un colisionador microscópico. La investigación se llevó a cabo en colaboración con el Experimento CRIS (Collinear Resonance Ionization Spectroscopy Experiment) ubicado en el CERN, Suiza, lugar donde se realizaron las mediciones definitivas. El equipo de trabajo contó también con la participación destacada de Ronald García Ruiz y Silviu-Marian Udrescu.

Este trabajo conlleva profundas implicaciones para el campo de la cosmología. Es sabido que el núcleo de radio exhibe una asimetría inusual con forma de pera, lo que lo distingue de la mayoría de los núcleos que suelen ser esféricos. Se postula que esta deformación particular intensifica las sutiles rupturas de las simetrías fundamentales, las cuales podrían ofrecer la clave para comprender el predominio de la materia sobre la antimateria en el Universo. El mapeo exitoso de la distribución magnética puede aportar datos empíricos cruciales para validar los modelos teóricos que buscan explicar este desequilibrio cósmico fundamental.

A diferencia de los enfoques tradicionales que exigen complejos de aceleradores de varios kilómetros de extensión, el método molecular es notablemente más compacto. Esta característica no solo democratiza el acceso a la física nuclear, sino que también abre nuevos horizontes para el estudio de otras moléculas radiactivas inestables, incluyendo aquellas que podrían formarse en fenómenos astrofísicos extremos, como las explosiones de supernovas.