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Los científicos han creído siempre que aunque los electrones en las órbitas externas de los átomos son altamente móviles y que frecuentemente se comportan caóticamente, los electrones en las órbitas cercanas al núcleo son estables. Y aunque desde luego esta es una visión del pasado, porque ahora se consideran las órbitas de los electrones como una nube de probabilidad en la que entendemos puede estar el electrón, queda claro que la imagen del pasado ayuda a entender las ideas más simples de la física de los núcleos atómicos. Sin embargo, ahora una nueva investigación revela que si la presión es verdaderamente extrema, como por ejemplo, el doble de la que puede hallarse en el centro de la Tierra, los electrones más cercanos al núcleo cambian su comportamiento.

Un equipo internacional de investigadores han observado este fenómeno anómalo e inesperado mediante un metal llamado osmio, el cual es casi el más denso de todos los metales conocidos y casi tan imcomprensible como el diamante, bajo presiones estáticas de más de 770 gigapascales. Esta presión es más que el doble de la presión que se puede alcanzar en el centro de la Tierra y 7.7 millones de veces más alta que la presión atmosférica promedio al nivel del mar.

Los científicos fueron capaces de hacer esto gracias a un dispositivo llamado “diamon anvil cell” (celda yunque de diamante), la cual puede poner materiales en la escala de los submilímetros bajo presiones comparables a las que crean los diamantes. La porción del equipo de investigación de la Universidad Bayreuth en Alemania, desarrolló diamantes sintéticos. Estos reducen el área en la que pueden colocar el osmio, incrementando así, al poner dos diamantes ordinarios entre el cristal de osmio, la presión que se ejercerá sobre el material.

El osmio restiene su estructura hexagonal cuando es comprimido de forma extrema, pero tanto su núcleo interno como los electrones se comportan de manera inesperada. Con la presión extrema, los electrones externos, los de valencia, se comportan normalmente mientras que los electrones cerca al núcleo atómico, que se supone están muy atados al mismo y a sus órbitas, comienzan a interactuar unos con otros. En otras palabras, la compresión extrema cambia la naturaleza de los electrones del núcleo.

“El fenómeno significa que podemos empezar a buscar nuevos estados de la materia”, dice el líder del proyecto Igor Abrikosov. “Estamos realmente emocionados y felices pues esto abre una nueva caja de preguntas para investigaciones futuras”. Un artículo que describe la investigación se publicó en la revista Nature.

Referencias:

Linköping University 
GizMag 

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