La abundancia de litio en la Tierra es aproximadamente el 0,002 por ciento de la corteza terrestre. Tiene una amplia distribución: no se presenta de forma natural en forma elemental debido a su alta reactividad. El contenido total de litio en el agua de mar es muy grande y se estima en 230 mil millones de toneladas, ya que el elemento está presente en una concentración relativamente constante de 0,14 a 0,25 partes por millón (ppm).
En 2020, se ha sugerido que Las novas clásicas tienen la culpa La mayor parte del litio de nuestra galaxia. Todavía existe una gran variación en la abundancia de litio en el universo.
Por otro lado, la abundancia de litio en el universo es notablemente menor que la de los otros elementos. Esto se debe a las temperaturas estelares relativamente bajas necesarias para destruir el litio, junto con la falta de procesos comunes para su producción.
Sin embargo, existe una gran discrepancia entre las cantidades hipotéticas y observadas de litio en nuestro universo. Esto se conoce como El problema del litio cósmico, ha plagado a los cosmólogos durante décadas.
Los modelos BBN predijeron las cantidades relativas de todos los elementos incluidos en el BBN con la máxima precisión. La cantidad esperada de litio-7 (el isótopo más común de litio) es tres veces mayor que la observada.
Esto significa que existe una brecha en nuestro conocimiento de la formación del universo temprano.
Un nuevo estudio redujo esta discrepancia en aproximadamente un 10%. Científicos de Universidad de tokio Realizó un nuevo experimento sobre los procesos nucleares responsables de la formación del litio.
El profesor asociado del proyecto Seiya Hayakawa y el profesor Hidetoshi Yamaguchi del Centro de Estudios Nucleares de la Universidad de Tokio, y su equipo internacional, están particularmente interesados en un área de la cosmología donde la teoría y la observación están muy desequilibradas, y esa es la cuestión de la falta litio, el problema cósmico del litio (CLP).
En resumen, la teoría predice esto en los minutos posteriores al Big Bang. todo en el universoDebe haber una abundancia de litio tres veces mayor de lo que observamos. Pero los científicos han tenido en cuenta parte de esta discrepancia, allanando así el camino para la investigación que algún día podría resolverla por completo.
El profesor asociado del proyecto Siya Hayakawa dijo: «Hace 13.700 millones de años, cuando la materia se fusionó con la energía la gran explosión, los elementos ligeros comunes con los que todos estamos familiarizados (hidrógeno, helio, litio y berilio) se formaron en un proceso que llamamos nucleosíntesis del Big Bang (BBN). Sin embargo, BBN no es una cadena directa de eventos donde una cosa se convierte en otra en la secuencia; Es una red compleja de procesos en los que un grupo de protones y neutrones se acumulan en núcleos atómicos y algunos de ellos se desintegran en otros núcleos. Por ejemplo, la abundancia de una forma de litio, o su isótopo, el litio-7, se debe principalmente a la producción y disolución del berilio 7. Pero se ha sobrestimado en teoría o no se ha observado en la práctica, o una combinación de los dos. Esto necesita una solución para comprender lo que sucedió en ese momento «.
Los científicos simularon las condiciones durante la BBN utilizando rayos de partículas, detectores y un método de monitoreo conocido como Caballo de Troya.
hayakawa Él dijoY el “Hemos examinado más que nunca una de las reacciones BBN, en la que el berilio-7 y un neutrón se desintegran en litio-7 y un protón. Los niveles resultantes de la abundancia de litio-7 fueron ligeramente más bajos de lo esperado, y aproximadamente un 10% más bajos ”.
«Esta es una reacción difícil de observar porque el berilio 7 y los neutrones son inestables. Así que usamos un deuterón, un núcleo de hidrógeno con un neutrón extra, como recipiente para pasar de contrabando un neutrón al haz de berilio 7 sin perturbarlo. Esto es una tecnología única desarrollada por un grupo italiano con el que colaboramos, ya que el deuterón es como un caballo de Troya en el mito griego, y el neutrón es el soldado que se infiltra en la apartada ciudad de Troya sin molestar a los guardias (desestabilizando la muestra). Nuevo resultado experimental, podemos ofrecer a los futuros investigadores teóricos una tarea algo menos difícil a la hora de intentar resolver el CLP «.
Referencia de la revista:
- Hayakawa et al., Restringir la abundancia de litio primordial: una nueva medición transversal de las interacciones 7Be + n actualiza la tasa de destrucción total de 7Be, Astrophysical Journal Letters (2021). DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac061f