Crean nueva molécula

Científicos lograron finalmente crear una molécula que hasta ahora existía sólo en teoría.

Image caption Los electrones orbitan alrededor de un núcleo central.

La llamada molécula Rydberg se forma con un enlace químico elusivo y extremadamente débil entre dos átomos.

El nuevo tipo de enlace, cuyos detalles aparecen en la revista Nature, ocurre debido a que uno de los dos átomos en la molécula tiene un electrón muy alejado de su núcleo.

El avance refuerza las teorías cuánticas fundamentales desarrolladas por el físico Enrico Fermi, ganador del premio Nobel, sobre cómo se comportan e interactúan los electrones.

Las nuevas moléculas Rydberg se formaron a partir de dos átomos de rubidio -uno, un átomo Rydberg y el otro un átomo "normal".

Podría decirse que los electrones dentro del átomo se mueven como si estuvieran orbitando alrededor de un núcleo central -con cada órbita de electrones cada vez más alejada del centro.

Un átomo Rydberg es especial porque tiene sólo un electrón en su órbita más exterior, lo cual lo hace, en términos atómicos, muy alejado de su núcleo.

En 1934 Enrico Fermi predijo que si otro átomo encontrara a ese electrón solitario y vagabundo podría interactuar con él.

"Pero Fermi nunca imaginó que podrían formarse moléculas" explica Chris Greene, físico teórico de la Universidad de Colorado quien fue el primero en predecir que podrían existir las moléculas Rydberg.

"Reconocimos, en nuestros estudios durante los 1970 y 80, el potencial de una especie de campo de fuerza entre el átomo Rydberg y un átomo en estado fundamental (o normal).

"Pero sólo hasta ahora que podemos tener sistemas tan fríos hemos podido crearlas", agrega.

El momento y lugar correctos

Image caption Los científicos estimularon a un átomocon un láser para ponerlo en estado Rydberg.

Estas temperaturas extremadamente frías son necesarias para crear las moléculas como explica Vera Bendikowsky de la Universidad de Stuttgart, quien dirigió la investigación.

"El núcleo de los átomos tiene que estar separado en la distancia correcta para que los campos de electrones se encuentren e interactúen" afirma la investigadora.

" Utilizados una nube de rubidio ultrafría, a medida que la enfriamos los átomos en el gas se acercan".

A temperaturas cercanas al zero absoluto (menos 273 grados centígrados) se logra esta "distancia crítica" de cerca de 100 nanómetros (1 nm= una millonésima de milímetro) entre los átomos.

Cuando uno de éstos es un átomo Rydberg la molécula que se forma es una molécula Rydberg. Y la distancia de 100 nm es enorme comparada con moléculas ordinarias.

"El electrón Rydberg es como un perro ovejero que mantiene a su rebaño junto persiguiéndolo velozmente en la periferia, y dirigiendo hacia el centro a cualquier miembro que comience a alejarse" afirma el profesor Greene.

Es por eso, explica el investigador, que empujar al electrón hacia su solitaria periferia para crear el átomo Rydberg requiere mucha energía.

"Estimulamos a los átomos hacia el estado Rydberg con un láser" explica la doctora Bendkowsky.

"Si tenemos un gas a la densidad crítica, con dos átomos a la distancia correcta para formar la molécula y estimulados a uno de ellos hacia el estado Rydberg, entonces podemos formar la molécula".

El experimento ultrafrío también es ultrarápido ya que la molécula Rydberg que logró sobrevivir más duró solo 18 microsegundos.

Pero el hecho de que las moléculas puedan ser creadas y vistas confirma las teorías atómicas fundamentales.

"Es una serie de experimentos muy emocionante" dice Helen Fielding, química física de la Universidad de Londres,

"Demuestra que este enfoque es viable y será muy interesante ver si se pueden comprobar otros procesos físicos fundamentales".

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