Esta es la primera radiografía de un solo átomo

Los científicos finalmente han vislumbrado la química en su nivel más pequeño después de capturar la primera radiografía de un solo átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas de nuestro universo, y son la base básica de todo lo que se construye sobre la materia normal. Como tal, comprenderlos mejor nos ayudará a comprender las partes más grandes del universo.

Actualmente, los científicos utilizan rayos X de alta energía para observar mejor los átomos y las moléculas, lo que nos permite vislumbrar cómo están organizados. Los investigadores capturan haces difractados de luz de rayos X, lo que les permite reconstruir la estructura de moléculas y átomos en forma cristalina. Ahora, sin embargo, los científicos han llevado las cosas un paso más allá.

En lugar de solo mirar cómo se organizan los átomos y las moléculas, los científicos lograron capturar la primera radiografía de un solo átomo. La técnica utilizada podría darnos una perspectiva diferente de la materia a nivel de sus más mínimos procesos. Los investigadores dicen que los rayos X son una forma adecuada de sondear la caracterización del átomo debido a que la distribución de la longitud de onda es comparable al tamaño del átomo.

Un esquema que muestra el ensamblaje supramolecular de hierro que investigaron los investigadores. El hierro se muestra en rojo, mientras que el rubidio se muestra en cian. Fuente de la imagen: Ajayi et al., Nature, 2023

Y también hay varios tipos diferentes de rayos X con los que trabajar, lo que permite a los investigadores combinar lo que ellos llaman rayos X de sincrotrón, que ven electrones acelerados a lo largo de una pista circular hasta que brillan intensamente con luz de alta energía, con un microscopio. técnica conocida como microscopía de túnel de barrido.

Esta técnica permitió a los investigadores no solo capturar la primera radiografía de un átomo singular, sino también capturarla con excelente detalle, dándoles una visión precisa de cómo se vería un átomo singular si pudiéramos acercarnos a estos diminutas partículas que ayudan a formar todo en nuestro universo.

La microscopía de túnel de barrido puede tomar imágenes microscópicas fantásticas acercando increíblemente la punta de un instrumento a la superficie de un objeto, a solo nanómetros de distancia, y usando una corriente eléctrica para agitar los átomos en su objetivo. Si bien es excelente para generar protuberancias y formas de onda nanoscópicas, no hay forma de obtener una identificación real de los átomos que se escanean.

Una imagen de rayos X (izquierda) de una supramolécula que contiene un átomo de hierro y la firma de rayos X asociada (derecha)

Es una investigación intrigante que realmente podría ayudarnos a comprender los fundamentos de la materia, tal vez abriendo nuevas vías de comprensión y aprendizaje sobre nuestro universo, algo que sin duda se traducirá en ayudarnos a decodificar varios de los misterios más grandes del universo, o al menos ayudarnos a tomar otro. paso hacia la respuesta a esos misterios.

Quizás los experimentos futuros nos ayuden a decodificar más sobre los átomos, e incluso arrojar algo de luz sobre cómo surgió nuestro universo al comprender cómo estas pequeñas partículas se unen para hacer que todo lo demás sea posible.

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