O que é Fotodisintegração?

A fotodisintegração é um processo físico que ocorre quando raios gama com energias massivas atingem um núcleo atômico e o separam. De todo o espectro eletromagnético, os raios gama são os mais energéticos e também têm o menor comprimento de onda, do tamanho de um núcleo atômico ou menos.

A fotodisintegração causa fissão nuclear, a quebra de núcleos atômicos. Este é o mesmo mecanismo que causa reações em cadeia em reatores nucleares e bombas nucleares. Para elementos mais leves que o ferro, a reação consome energia e, para elementos mais pesados, ela a libera. Elementos mais leves que o ferro requerem mais energia para se separar do que o que é liberado a partir dessa quebra. A energia gerada pela fotodisintegração deriva da força nuclear forte que mantém as partículas no núcleo atômico unidas.

O processo de fotodisintegração é um fator importante nas supernovas envolvendo estrelas com 250 ou mais massas solares, como as estrelas primordiais da População III, que foram as primeiras a iluminar o universo. Em uma estrela supermassiva em colapso, a temperatura no centro é tão grande que são produzidos raios gama capazes de se desintegrar. Como a grande maioria dos elementos no centro de uma estrela é mais leve que o ferro, a reação absorve energia, diminuindo a pressão no centro da estrela e causando o colapso em um buraco negro.

Em energias mais baixas - mas ainda extremamente altas -, a fotodisintegração simplesmente retira um ou dois prótons ou nêutrons do núcleo. Em energias mais altas, o núcleo inteiro se divide, mas são necessárias energias cada vez maiores para separar núcleos menores.

A fotodisintegração não foi estudada por cientistas em um contexto de laboratório porque as energias necessárias para iniciá-la são muito extremas. Talvez no futuro a distância construamos um aparato experimental que permita um estudo mais próximo da fotodisintegração, mas até então os estudos teóricos parecem ser suficientes.