Científicos checos son los primeros en corroborar la existencia de los agujeros sigma
La revista Science informó sobre el hallazgo de un nutrido grupo de científicos checos que han sido los primeros en el mundo en comprobar una teoría de hace más de 30 años. Gracias a su nuevo método, han logrado ver la distribución asimétrica de la densidad de electrones en átomos individuales de elementos halógenos, esto es, los conocidos como agujeros sigma.
Científicos checos de varias instituciones han sido los primeros en ver lo que sucede dentro de un átomo, según anunció la prestigiosa revista Science a finales de la semana pasada. Se trata de un descubrimiento revolucionario que ayudará a entender mejor las reacciones entre átomos y moléculas.
Estructuras radiográficas con enlaces halógenos ya habían indicado la existencia del fenómeno conocido como los agujeros sigma de los átomos, pero faltaba una demostración visible, explicó a la Radio Checa el profesor Pavel Hobza, del Instituto de Química Orgánica y Bioquímica de la Academia de Ciencias.
“Lo que la teoría predijo hace treinta años, lo hemos comprobado ahora: la distribución no uniforme de carga alrededor del átomo. Lo interesante es que desde hace treinta años esta teoría es capaz de calcularlo, porque cuando hemos comparado los datos de las estimaciones con los de las mediciones, hemos visto que son exactamente iguales. La teoría se anticipó al experimento, pero el experimento es la comprobación definitiva”.
El profesor Pavel Jelínek, del Instituto de Física de la Academia de Ciencias, cree que, a nivel atómico, el descubrimiento es comparable con la observación de los agujeros negros, cuya existencia predijo la teoría de la relatividad de Albert Einstein en 1915, pero fueron vistos por primera vez hace dos años.
La observación de la actividad dentro de los átomos era algo que aún quedaba fuera del alcance de los mejores microscopios. Cada átomo tiene un núcleo y una capa de electrones, que tienen un papel fundamental en la formación de los agujeros sigma. Estos se producen cuando un halógeno (bromo, cloro o yodo) une su enlace covalente con átomos de carbono. Parte de los electrones negativos se pasa al carbono mientras que en los átomos halógenos surge un agujero de carga positiva, un agujero sigma. El resto de la capa lo completan electrones distribuidos de forma asimétrica.
Los científicos querían estudiar este fenómeno, pero antes tenían que encontrar la manera de aumentar la sensibilidad de la tecnología elegida, un microscopio de fuerza de sonda Kelvin, según contó a la Radio Checa Pavel Jelínek.
“Cuando queríamos ver una distribución no uniforme de una nube de electrones y sabemos que se produce un cambio de cargas positivas y negativas, estimamos que lo mejor era mejorar la capacidad de una sonda Kelvin con xenón. No produce una gran carga química, pero gracias a su tamaño se polariza muy bien en su campo eléctrico externo, por lo que era ideal para escanear un átomo halógeno, que en nuestro caso era de bromo”.
Ese átomo de xenón funciona, según lo compara el profesor Jelínek, como la aguja de un tocadiscos, desplazándose sobre el átomo de bromo y mostrando sus agujeros sigma.
El éxito del experimento checo, por tanto, no es solo importante por la comprobación histórica de estos agujeros, sino por haber conseguido mejorar la capacidad de resolución de la tecnología existente hasta llegar a niveles subatómicos, lo que abre una nueva puerta a investigadores de los átomos en todo el mundo. El descubrimiento podría, por ejemplo, ayudar a encontrar nuevos medicamentos, explican.
El hallazgo ha sido posible gracias a la colaboración de un buen número de instituciones de varias disciplinas, como son el Instituto Checo de Investigación y Tecnología Avanzada de la Universidad Palacký de Olomouc, el Instituto de Física de la Academia Checa de Ciencias, el Instituto de Química Orgánica y Bioquímica de la Academia Checa de Ciencias y el Centro de Supercomputación de la Universidad Técnica de Ostrava.
