Ver moléculas justo cuando se fragmentan y electrones en el instante en que salen de sus átomos

Usando los pulsos de láser más veloces del mundo, capaces de captar el movimiento ultrarrápido de electrones y átomos, un equipo de físicos ha detectado la actividad de moléculas fragmentándose y de electrones saliendo fuera de sus átomos.

En 1878, una serie de fotografías que hoy es emblemática resolvió al instante un añejo misterio: ¿Un caballo al galope toca el suelo en todo momento? Las imágenes de Eadweard Muybridge tomadas a lo largo de una pista de carreras demostraron que no, y marcaron el inicio de fotografía de alta velocidad.

Aproximadamente 134 años más tarde, unos investigadores en el departamento de física de la Universidad de Arizona han resuelto un misterio similar, uno en el que moléculas de oxígeno (concretamente O2 u oxígeno molecular) han sustituido al caballo, y destellos de láser ultrarrápidos y de alta energía, han reemplazado a las placas fotográficas de Muybridge.

Usando fogonazos extremos de luz láser ultravioleta de 0,0000000000000002 segundos de duración, Arvinder Sandhu y su equipo han logrado discernir los fenómenos ultraveloces que se desencadenan cuando a las moléculas de oxígeno se las dispara de ese modo, y han obtenido imágenes del instante preciso en el que se fragmentan dichas moléculas y salen electrones de sus átomos.

Un momento de los experimentos. (Foto: Beatriz Verdugo/UANews)

La observación de sucesos ultracortos en átomos y moléculas se ha vuelto cada vez más importante, ya que los científicos están tratando de comprender mejor procesos cuánticos en la escala de los electrones, y a la postre incluso controlar esos procesos para diseñar nuevas fuentes de luz, ensamblar nuevas moléculas, o diseñar dispositivos electrónicos ultrarrápidos, entre otras innumerables posibilidades.

Aunque el grupo de Sandhu no posee el récord mundial de generar los pulsos de luz más cortos, ha sido pionero en su uso como herramientas para resolver muchas cuestiones científicas.

Su último logro es el ya referido, una serie de imágenes en tiempo real que documenta lo que le ocurre a una molécula de oxígeno cuando se fragmenta después de haber absorbido demasiada energía como para mantener la unión estable entre sus dos átomos.

Poder desentrañar procesos moleculares que se desarrollan en escalas de tiempo tan cortas ayuda a los científicos a entender mejor fenómenos como por ejemplo la dinámica microscópica subyacente en la formación y destrucción del ozono en la atmósfera de la Tierra, y en un futuro podría ayudar a idear técnicas con las que poder controlar procesos moleculares, algo que sería de gran utilidad para muchas aplicaciones prácticas.

Fuente: Noticias de la Ciencia y la Tecnología