Núcleos espejo

En física nuclear, los núcleos espejo son núcleos donde el número de protones del elemento uno (${\displaystyle Z_{1}}$) es igual al número de neutrones del elemento dos (${\displaystyle N_{2}}$) y el número de neutrones del elemento uno (${\displaystyle N_{1}}$) es igual al número de protones del elemento dos (${\displaystyle Z_{2}}$), de modo que el número másico es el mismo (${\displaystyle A=N_{1}+Z_{1}=N_{2}+Z_{2}}$̣), es decir, son isóbaros .^[1]​

Puesto que ${\displaystyle Z_{1}=N_{2}}$ y ${\displaystyle N_{1}=Z_{2}}$, se verifica asimismo que ${\displaystyle A=N_{1}+N_{2}=Z_{1}+Z_{2}}$. Por otra parte, al hacer la sustitución ${\displaystyle Z_{1}=Z}$ y ${\displaystyle Z_{2}=Z-1}$, el número másico se puede reescribir en la forma ${\displaystyle A=2Z-1}$.

Ejemplos de núcleos espejo:

• ³ H y ³ He:  J ^π = 1/2 ⁺
• ¹⁴ C y ¹⁴ O:  J ^π = 0 ⁺
• ¹⁵ N y ¹⁵ O:  J ^π = 1/2 ^-
• ²⁴ Na y ²⁴ Al:  J ^π = 4 ⁺
• ^24m Na y ^24m Al:  J ^π = 1 ⁺

Los pares de núcleos espejo tienen el mismo spin y paridad. Si nos limitamos a un número impar de nucleones (A = Z + N), entonces encontramos núcleos espejo que se diferencian entre sí al intercambiar un protón por un neutrón . Es interesante observar su energía de enlace, que se debe principalmente a la interacción fuerte y también a la interacción de Coulomb . Dado que la interacción fuerte es invariante para los protones y neutrones, se puede esperar que estos núcleos espejo tengan energías de enlace muy similares.^[2]​^[3]​

En 2020, se descubrió que el estroncio-73 y el bromo-73 no se comportaban como se esperaba.^[4]​

Referencias