¿Son eternos los átomos?


Aunque la vida en la Tierra puede parecer bastante estable e invariable —la marea sube y baja, el Sol sale y se pone, y los meses fluyen igual que siempre— en el gran esquema de las cosas, nuestro universo es, en realidad, un lugar bastante dinámico.

Cada día, millones de estrellas nacen y mueren y, al final, lo mismo le ocurrirá a nuestro propio Sol.

Dentro de unos pocos miles de millones de años, a medida que nuestra estrella comience la transición hacia una gigante roja, las temperaturas en nuestro mundo aumentarán y la vida se extinguirá. Sólo unos pocos miles de millones de años después de eso, una vez que el Sol agote su suministro de material para sostener la fusión nuclear, comenzará su agonía. Cuando eso suceda, se desprenderá de sus capas externas y, eventualmente, se desvanecerá en la oscuridad.

Nada en nuestro universo es eterno... ¿o sí?

Los átomos son los bloques de construcción de la materia. Ellos, literalmente, hacen que nuestro universo sea lo que es. Cuando morimos, nuestros cuerpos no se convierten en nada, sino que se descomponen en sus partes constituyentes y se reciclan en el ecosistema. En resumen, nuestros átomos continúan mucho después de que nos hayamos ido.

¿Pero cuánto tiempo pueden durar los átomos? ¿Se descompondrán al final en... nada?

Para responder a esta pregunta, necesita entender un poco sobre cómo funcionan los átomos. Como sabrá, los átomos contienen protones y neutrones y están rodeados por una «capa» de electrones. El número de electrones que se encuentran en la nube es igual al número de protones, lo cual permite que el átomo sea estable.

En última instancia, el número de protones es lo que determina el número atómico. Por ejemplo, el helio tiene dos protones, por lo que su número atómico es dos —y aparece en segundo lugar en la tabla periódica de elementos—. El número de neutrones que se encuentran en un átomo es generalmente consistente, pero no siempre. Y si un átomo no tiene el número «correcto» de neutrones, a veces, el átomo puede perder un neutrón, algo parecido a cuando se pierde un calcetín en el lavado. Cuando esto sucede, el átomo se vuelve inestable y, en un intento de convertirse en un átomo estable, dispara partículas subatómicas. A menudo, el átomo disparará un electrón.

Así es como los átomos se descomponen.

Cada vez que se tiene un átomo pesado, existe el riesgo de que comience a desintegrarse espontáneamente en partículas más pequeñas. El fenómeno es conocido como «desintegración radioactiva». Por favor, vea el enlace para más obtener información sobre la desintegración radioactiva.

Para volver al punto en cuestión, desafortunadamente, este es un proceso «estocástico» —lo que significa que tiene «una distribución de probabilidad aleatoria, o patrón que puede ser analizado estadísticamente, pero que no puede ser predicho con precisión»—. En otras palabras, no podemos precisar exactamente cuándo ocurrirá una ruptura —cuando una partícula subatómica será disparada—; sin embargo, ya que podemos analizar el patrón, podemos determinar cuántos átomos decaerán en un tiempo promedio, lo que se llama «vida media», y es una estimación bastante confiable.

Dado que un átomo tiene un número finito de protones y neutrones, generalmente emitirá partículas hasta que llegue a un punto en el que su vida media sea tan larga, que sea efectivamente estable. Por ejemplo, se cree que el Bismuto-209 tiene la mayor tasa de decaimiento. Sufre algo conocido como «decadencia alfa», y su vida media es más de mil millones de veces más larga que la actual edad estimada del universo.

Así que a todos los efectos, el Bismuto-209 es básicamente eterno.

Dicho esto, la verdadera vida eterna depende de si los protones pueden o no decaer. Algunos científicos han planteado hipótesis relacionadas, denominándola «decadencia de los protones» —una forma hipotética de decadencia radiactiva—. Según el modelo Georgi-Glashow, los protones pasan a ser un positrón y un pión neutro, que luego decae en 2 fotones de rayos gamma. Se estima que la vida media de los protones es de 1,29 × 1034 años. Eso, si no lo sabes, es un tiempo súperlargo; sin embargo, no hay pruebas experimentales que confirmen la decadencia de los protones. Pero la investigación que se está llevando a cabo en algunos de los megalaboratorios del mundo puede, con un poco de suerte y ciencia dura, revelar algo en el futuro.

Vía | Jolene Creighton para Futurism. Crédito de la imagen de cabecera: NASA / ESA (Remanente de una supernova).

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