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Un equipo de químicos y físicos de la Universidad de Aarhus en Dinamarca, en colaboración con un colega de la Universidad de Barcelona en España, ha registrado por primera vez el proceso de fusión átomo por átomo. En sus estudios, publicado en la revista naturalezaEl grupo diseñó un proceso para tratar átomos de sodio y xenón en una gota de helio a temperaturas criogénicas para capturar lo que describieron como instantáneas del proceso de disolución a lo largo del tiempo. Combinadas, estas películas producen una película que describe el evento. En el mismo número de la revista se publicó un resumen de la investigación del trabajo.
La solubilidad es la disolución de un soluto en un disolvente, cuando una sal se disuelve en agua, por ejemplo. La acción no se detiene sólo porque el soluto se disuelve; En cambio, los disolventes continúan reaccionando con la sustancia que se disolvió.
Investigaciones anteriores han demostrado que este tipo de reacciones pueden ser muy complejas, razón por la cual los químicos quieren saber más sobre lo que sucede. Una forma de averiguarlo es filmar el evento y reproducirlo como una película. Este concepto simple ha demostrado ser extremadamente difícil, pero tan difícil que el equipo de Dinamarca lo logró recientemente.
Para lograr esta hazaña, los investigadores comenzaron atrapando un solo átomo de xenón dentro de una gota de helio líquido que había sido enfriada a -255 grados Celsius, y luego agregaron un solo átomo de sodio al borde exterior de la gota. Dispararon un breve pulso de láser al átomo de sodio para convertirlo en un ion cargado positivamente, desencadenando un proceso de fusión, donde los átomos de helio comenzaron a unirse al ion de sodio.
Luego, el equipo disparó otro pulso láser, esta vez al átomo de xenón, convirtiéndolo en un ion cargado positivamente. Los dos iones se repelen tanto que el ion sodio, con los átomos de helio adheridos a él, fue empujado fuera de la gota hacia el detector, lo que permitió capturar una instantánea de lo que estaba sucediendo.
Luego, los investigadores repitieron el proceso, esperando cada vez más tiempo para disparar el segundo pulso. Pudieron crear lo que describieron como tomas progresivas del evento. Luego, una vez que tuvieron varias tomas secuenciales, las unieron para crear una película que representa el proceso de fusión en acción.
más información:
Simon Albrechtsen et al., Observando los pasos iniciales de la disolución iónica en gotas de helio, naturaleza(2023). doi: 10.1038/s41586-023-06593-5
Las gotas de helio ayudan a visualizar el inicio de la fusión iónica, naturaleza(2023). doi: 10.1038/d41586-023-02950-6
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