Los Átomos Ya Extraños Se Vuelven Más Extraños, Pueden Tener La Capacidad De Unirse Con "Nada"

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Mientras que un enlace químico típico requiere dos entidades, hay un tipo de átomo que puede unirse a los átomos "fantasmas" o los que no existen.

¿Enojarse por nada? Bueno, no estás siendo ridículo: algunos átomos pueden formar enlaces reales con "nada".

Si bien un enlace químico típico requiere dos entidades, hay un tipo de átomo que puede unirse a los átomos "fantasmas" o los que no existen, según un nuevo artículo publicado el 12 de septiembre en la revista Physical Review Letters.

Así como los planetas de nuestro sistema solar orbitan alrededor del sol, los electrones orbitan alrededor del núcleo de un átomo. Cuanto más alejada esté su órbita, mayor será la energía del electrón. Pero con un aumento de energía, los electrones a menudo pueden saltar órbitas, y algunos van a la distancia.

Los átomos de Rydberg tienen un electrón que salta a una órbita distante, lejos del núcleo. "Básicamente, cualquier átomo en la tabla periódica puede convertirse en un átomo de Rydberg", dijo a WordsSideKick.com Chris Greene, un distinguido profesor de física y astronomía en la Universidad de Purdue. Todo lo que se necesita es encender un láser en un átomo, dando a sus electrones un poco de energía. [Física loca: las pequeñas partículas más frescas de la naturaleza]

Los átomos de Rydberg "son inusuales desde el punto de vista de la química", dijo Greene. Esto se debe a que un electrón excitado que ha saltado muy lejos del núcleo del átomo puede chocar una y otra vez con un electrón en un átomo del estado fundamental cercano, o uno donde todos sus electrones se encuentran en el estado de energía más bajo posible. Cada vez que colisiona, atrae bit a bit el átomo del estado fundamental, eventualmente atrapándolo en lo que se denomina enlace trilobite.

"Esta interacción muy pequeña con un átomo distante" puede interactuar con el átomo de Rydberg de manera que la molécula resultante se vea como un fósil de los artrópodos extintos llamados trilobites, dijo Greene.

Las moléculas de trilobites se predijeron por primera vez en 2000 y se observaron experimentalmente 15 años después. Pero ahora, Greene y su equipo predicen que hay una manera de "engañar" al átomo de Rydberg para que forme un enlace con, bueno, nada.

Todo lo que tenían que hacer era esculpir un poco.

En un experimento puramente teórico, el equipo usó un algoritmo de computadora para descubrir una secuencia de pulsos eléctricos y magnéticos que podrían aplicar a un átomo de hidrógeno de Rydberg, configurándolo de tal manera que forme el enlace trilobítico.

Durante cada pulso eléctrico, la órbita de electrones del átomo de hidrógeno de Rydberg puede estirarse; y durante cada pulso magnético, se puede torcer una pequeña cantidad, dijo Greene.

"Algo sorprendente, en las etapas intermedias antes de que el pulso final se aplique al átomo, el estado del electrón de enlace no se parece en nada al trilobite", dijo Greene. "Solo entra en un enfoque nítido como el estado deseado al final del pulso final".

Sus cálculos mostraron que, como una araña que dispara su red en un espacio vacío, es posible que un átomo de Rydberg forme un enlace trilobítico con un átomo "fantasma".

"El electrón [teórico] se está comportando exactamente como si estuviera unido a un átomo, pero no hay ningún átomo al que enlazarse", dijo Greene. Y lo está haciendo de una manera muy direccional, lo que significa que está apuntando a un punto casi exacto en el espacio donde se habría unido a un átomo del estado fundamental. Encontraron que este vínculo a la nada debería permanecer durante al menos 200 microsegundos.

"Estamos bastante seguros" de que esto sería cierto si lo intentaran de manera experimental, dijo Greene. Pero para que sea verdad experimental, los investigadores necesitarán descubrir cómo sincronizar los pulsos y bloquear campos externos, lo que podría ser un gran obstáculo a resolver, según la American Physical Society.

Greene espera averiguar si hay otras formas de "engañar" a los electrones para que no hagan enlaces, por ejemplo, aplicando microondas o pulsos de láser rápidos. Sospecha que estos átomos, unidos a absolutamente nada, podrían comportarse de manera diferente si se les pide que experimenten reacciones químicas.

Publicado originalmente en WordsSideKick.com.


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