Investigadores recrean material que controla la evolución de los planetas

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Astronomy.com: Científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , por primera vez han vuelto a crear experimentalmente las condiciones que existen en el interior de los planetas gigantes, como Júpiter, Urano, y muchos de los planetas recientemente descubiertos fuera de nuestro sistema solar.

Los investigadores ahora pueden volver a crear y medir con precisión las propiedades del material que controlan cómo estos planetas evolucionan con el tiempo, la información es esencial para la comprensión de cómo se forman estos objetos tan masivos. Este estudio se centró en el carbono, el cuarto elemento más abundante en el cosmos (después del hidrógeno, helio y oxígeno), que tiene un papel importante en muchos tipos de planetas dentro y fuera de nuestro sistema solar.

Usando el láser más grande del mundo, el National Ignition Facility (NIF) en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California (LLNL), los equipos del Laboratorio de la Universidad de California, Berkeley, y la Universidad de Princeton crearon muestras de 50 millones de veces la presión atmosférica de la Tierra, que es comparable a las presiones en el centro de Júpiter y Saturno. De los 192 láseres en la NIF, el equipo utilizó 176 con energía en forma de producir una onda de presión que comprime el material durante un corto período de tiempo. La muestra – diamante – se vaporiza en menos de 10 mil millonésimas de segundo.


Aunque el diamante es el material menos compresible conocido, los investigadores fueron capaces de comprimir a una densidad sin precedentes superior a plomo en condiciones ambientales.

“Las técnicas experimentales desarrolladas aquí proporcionan una nueva capacidad de reproducir experimentalmente las condiciones de presión y temperatura de profundidad en el interior de planetas”, dijo Ray Smith de LLNL.

A estas presiones experimentales se ha llegado antes, pero sólo con ondas de choque que también crean altas temperaturas – cientos de miles de grados o más – que no son realistas para el interior de los planetas. El reto técnico fue mantener temperaturas lo suficientemente bajo como para ser relevante a los planetas. El problema es similar a mover un arado lo suficientemente lento como para empujar la arena hacia adelante sin su construcción en altura. Esto se logró mediante el ajuste cuidadosamente la velocidad a la que la intensidad del láser cambia con el tiempo.

“Esta nueva capacidad de explorar la materia a escala atómica presiones, en las extrapolaciones de principios de los golpes y los datos estáticos se convierten poco fiable, proporciona nuevas restricciones para las teorías de materia densa y modelos de evolución del planeta”, dijo Rip Collins de LLNL.

Los datos que se describen en este trabajo se encuentran entre las primeras pruebas de las predicciones hechas en los primeros días de la mecánica cuántica, hace más de 80 años, que se utilizan habitualmente para describir la materia en el centro de los planetas y las estrellas. Mientras que el acuerdo entre estos nuevos datos y la teoría son buenos, hay diferencias importantes descubiertos, lo que sugiere posibles tesoros ocultos en las propiedades del diamante comprimido a tales extremos. Los futuros experimentos sobre NIF se centran en el desbloqueo de más estos misterios.

Lino Cisterna

CEO&Founder RevistaProware.com Aficionado a las Ciencias, Física Teórica, (G)Astronomía, Sociología, Psicología, Teorías de la Tecnología (AAT).

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