¿Qué es la fotodisintegración?

La fotodisintegración es un proceso físico que ocurre cuando los rayos gamma con energías masivas golpean un núcleo atómico y lo separan. Fuera de todo el espectro electromagnético, los rayos gamma son los más enérgicos y también tienen la longitud de onda más corta, el tamaño de un núcleo atómico o menos.

La fotodisintegración causa fisión nuclear, la ruptura de los núcleos atómicos. Este es el mismo mecanismo que causa reacciones en cadena en reactores nucleares y bombas nucleares. Para los elementos más livianos que el hierro, la reacción consume energía, y para los elementos más pesados, la libera. Los elementos más ligeros que el hierro requieren más energía para separarse de lo que se libera de esa rotura. La energía generada por la fotodisintegración deriva de la fuerte fuerza nuclear que mantiene unidas las partículas en el núcleo atómico.

El proceso de fotodisintegración es un factor importante en las supernovas que involucran estrellas con 250 o más masas solares, como las estrellas primordiales de la Población III, que fueron las primeras en iluminar el universo. En una estrella supermasiva en colapso, la temperatura en el centro es tan grande que se producen rayos gamma capaces de fotodisintegración. Debido a que la gran mayoría de los elementos en el núcleo de dicha estrella son más livianos que el hierro, la reacción absorbe energía, disminuyendo la presión en el centro de la estrella y haciendo que se colapse en un agujero negro.

A energías más bajas, pero aún extremadamente altas, la fotodisintegración simplemente elimina uno o dos protones o neutrones del núcleo. A energías más altas, todo el núcleo se divide, pero se necesitan energías cada vez mayores para separar núcleos más pequeños.

La fotodisintegración no ha sido estudiada por científicos en un contexto de laboratorio porque las energías requeridas para iniciarla son demasiado extremas. Quizás en el futuro a distancia construiremos un aparato experimental que permita el estudio más detallado de la fotodisintegración, pero hasta entonces, los estudios teóricos parecen ser suficientes.