Fisica Nuclear

Es la rama de la Física que estudia la estructura de los núcleos atómicos, que contienen la práctica totalidad de la masa de la materia y donde se producen reacciones que hacen brillar las estrellas o producen energía. Los protones y neutrones que forman el núcleo del átomo se encuentran unidos por la interacción nuclear, de corto alcance. El balance entre la repulsión entre protones y la atracción nuclear de protones y neutrones da lugar a todos los núcleos conocidos.

Para saber cómo aparecen los distintos elementos hemos de conocer cómo se crearon todos los núcleos a partir del hidrógeno primordial que se creó durante el origen del Universo. En el origen, sólo se creó hidrógeno y algunos núcleos ligeros como el helio. Los núcleos más grandes se crearon en el interior de las estrellas o en fenómenos cataclísmicos como las explosiones de supernovas. Los procesos de creación de núcleos más pesados que el hierro son complejos, ya que estos núcleos no pueden crearse por la mera fusión del combustible nuclear de las estrellas.

Para estudiar estos procesos y determinar el porqué de las abundancias observadas de los elementos, es preciso recrear en el laboratorio condiciones de temperatura y presión extremas, para poder reproducir las reacciones de creación de núcleos pesados. Estos experimentos se llevan a cabo en instalaciones como ISOLDE en el CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas), o en FAIR, que se está construyendo en el GSI en Alemania.

Pero la Física Nuclear no sólo nos permite responder preguntas sobre cómo está formada la materia o cómo ha evolucionado el Universo, sino que recientemente ha permitido el desarrollo de aplicaciones que van desde las terapias y diagnóstico médicos mediante técnicas como la tomografía por emisión de positrones (PET) o la hadronterapia, hasta la generación de energía o el análisis de obras de arte. En la actualidad, más de la mitad de los aceleradores de partículas repartidos por el mundo están en hospitales para usarse en Medicina.

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