
MADRID, 11 (EUROPA PRESS)
Científicos checos han observado directamente, por primera vez, una distribución asimétrica de la densidad de electrones en átomos individuales de elementos halógenos, el llamado agujero sigma.
Con su investigación, publicada en Science, han confirmado definitivamente su existencia, predicha teóricamente hace unos 30 años, y han superado uno de los antiguos retos de la ciencia.
Hasta ahora, la observación de las estructuras subatómicas estaba más allá de la capacidad de resolución de los métodos de imagen directa, y parecía poco probable que esto cambiara. Sin embargo, los científicos checos han presentado un método con el que se han convertido en los primeros del mundo en observar una distribución no homogénea de la carga de los electrones alrededor de un átomo de halógeno, confirmando así la existencia de un fenómeno que se había predicho teóricamente pero que nunca se había observado directamente.
Comparable a la primera observación de un agujero negro, el avance facilitará la comprensión de las interacciones entre átomos o moléculas individuales, así como de las reacciones químicas, y abre una vía para perfeccionar las propiedades materiales y estructurales de diversos sistemas físicos, biológicos y químicos.
En una amplia colaboración interdisciplinar, científicos del Instituto Checo de Tecnología e Investigación Avanzadas (CATRIN) de la Universidad de Palacky Olomouc, el Instituto de Física de la Academia de Ciencias Checa (FZU), el Instituto de Química Orgánica y Bioquímica de la Academia de Ciencias Checa (IOCB Praga) y el Centro de Supercomputación IT4Inovations de la Universidad Técnica de Ostrava (VSB) han conseguido aumentar drásticamente la capacidad de resolución de la microscopía de barrido, que hace varios años permitió a la humanidad obtener imágenes de átomos individuales, y han pasado así del nivel atómico a los fenómenos subatómicos.
"Confirmar la existencia de los agujeros sigma, predichos teóricamente, no es diferente a observar agujeros negros, que nunca se habían visto hasta hace sólo dos años, a pesar de haber sido predichos en 1915 por la teoría general de la relatividad. Visto así, no es muy exagerado decir que la obtención de imágenes de los agujeros sigma representa un hito similar a nivel atómico", explica Pavel Jelínek, de la FZU y del CATRIN, un destacado experto en el estudio teórico y experimental de las propiedades físicas y químicas de las estructuras moleculares en la superficie de las sustancias sólidas.
Hasta ahora, la existencia del fenómeno conocido como agujero sigma se había demostrado indirectamente mediante estructuras cristalinas de rayos X con un enlace halógeno, que revelaban la sorprendente realidad de que los átomos de halógeno enlazados químicamente de una molécula y los átomos de nitrógeno u oxígeno de una segunda molécula, que deberían repelerse, están en proximidad y, por tanto, se atraen. Esta observación estaba en flagrante contradicción con la premisa de que estos átomos tienen una carga negativa homogénea y se repelen por la fuerza electrostática.
Esto llevó a los científicos a examinar la estructura subatómica del halógeno mediante la microscopía de fuerza con sonda Kelvin. Comenzaron desarrollando una teoría que describía el mecanismo de la resolución atómica de la sonda Kelvin, lo que les permitió optimizar las condiciones experimentales para obtener imágenes de los agujeros sigma.
La posterior combinación de mediciones experimentales y métodos químicos cuánticos avanzados dio lugar a un notable avance: la primera visualización experimental de una distribución de carga de densidad electrónica no homogénea, es decir, un agujero sigma, y la confirmación definitiva del concepto de enlaces halógenos.
"Mejoramos la sensibilidad de nuestra microscopía de fuerza con sonda Kelvin funcionalizando la punta de la sonda con un solo átomo de xenón, lo que nos permitió visualizar la distribución de carga no homogénea en un átomo de bromo dentro de una molécula de tetrafenilmetano bromado, es decir, un agujero sigma en el espacio real, y confirmar la predicción teórica", dice Bruno de la Torre, de CATRIN y FZU.
"Cuando vi el agujero sigma por primera vez, fui ciertamente escéptico, porque implicaba que habíamos superado el límite de resolución de los microscopios hasta el nivel subatómico --prosigue--. Una vez que lo acepté, me sentí a la vez orgulloso de nuestra contribución a la hora de superar los límites del experimento y satisfecho de haber abierto un camino para que otros investigadores vayan más allá y apliquen estos conocimientos para descubrir nuevos efectos a nivel de un solo átomo", añade de la Torre.
Según los científicos, la capacidad de obtener imágenes de una distribución de carga de densidad electrónica no homogénea en átomos individuales permitirá, entre otras cosas, comprender mejor la reactividad de las moléculas individuales y la razón de la disposición de las distintas estructuras moleculares. "Creo que se puede decir que la obtención de imágenes con resolución subatómica va a tener un impacto en varios campos de la ciencia, como la química, la física y la biología", dice Jelínek.
"Llevo toda la vida estudiando las interacciones no covalentes, y me satisface mucho que ahora podamos observar algo que antes sólo podíamos "ver" en teoría y que las mediciones experimentales confirmen con precisión nuestra premisa teórica de la existencia y la forma del agujero sigma. Nos permitirá comprender mejor estas interacciones e interpretarlas", afirma el químico computacional Pavel Hobza, del IOCB de Praga, que realizó los cálculos químicos cuánticos avanzados en los superordenadores del IT4Inovations de Ostrava.
"Lo que vemos es que los enlaces halógenos y las interacciones no covalentes en general desempeñan un papel dominante no sólo en la biología, sino también en la ciencia de los materiales. Esto hace que nuestro artículo actual en Science sea aún más importante", añade Hobza.
La forma característica del agujero sigma está formada por una corona de carga positiva rodeada por un cinturón de densidad de electrones negativos. Esta distribución no homogénea de la carga conduce a la formación de un enlace halógeno, que desempeña un papel clave, entre otras cosas, en la química supramolecular, incluida la ingeniería de cristales moleculares, y en los sistemas biológicos.
El conocimiento preciso de la distribución de la carga de los electrones en los átomos es necesario para comprender las interacciones entre átomos y moléculas individuales, incluidas las reacciones químicas. Así, el nuevo método de obtención de imágenes abre la puerta al perfeccionamiento de las propiedades materiales y estructurales de muchos sistemas físicos, biológicos y químicos que afectan a la vida cotidiana.
La restricción vehicular está vigente de las 05:00 a las 22:00 horas de este jueves
El Imparcial
McDonald’s lanza en Nueva Zelanda una campaña publicitaria sin logotipo ni imágenes, confiando únicamente en el copy y el poder de su branding.
Merca2.0
Descubre el clima de hoy en Morelia, donde el sol brillará intensamente y las temperaturas oscilarán entre frescas mañanas y cálidas tardes. Prepárate para un día sin lluvias y disfruta del clima soleado.
Debate.com.mx
Si estás buscando consejos para reservar vuelos económicos, la buena noticia es que no necesitas fórmulas secretas: basta con combinar anticipación, flexibilidad y un proceso de búsqueda ordenado.
Lado.mx
Shutterstock El seguimiento de tu ahorro para el retiro es fundamental para planificar tu futuro financiero. Es esencial estar al tanto de tu estado de cuenta Afore para conocer cómo crece tu patrimonio a lo largo de tu vida laboral.
Lado.mx
En el mundo del deporte y el culturismo, los suplementos y esteroides han ganado popularidad debido a sus efectos potenciadores del rendimiento. Uno de los compuestos más discutidos es la Oxandrolona, conocida por su capacidad para ayudar a mejorar la fuerza y la masa muscular magra.
Lado.mx
México cerró 2025 con una cifra histórica en su mercado laboral: 59.8 millones de personas ocupadas. Nunca antes había habido tanta gente trabajando en el país. Sin embargo, el dato viene con un matiz incómodo: más de la mitad lo hace en la informalidad.De acuerdo con la Encuest
Xataka México
Adultos mayores con credencial del INAPAM pueden tramitar su CURP biométrica durante marzo 2026 en nuevos módulos habilitados
Merca2.0
El clip eliminado de YouTube: Lo que dijo “Beto”, el reo que vincula al gobierno y a Carmen Salinas con sacrificios de niños Ciudad de México, México. Un episodio reciente del podcast Penitencia, conducido por Saskia Niño de Rivera, generó controversia tras difundirse un fragmento en el que un interno identificado como “Beto” realizó
Canal 44
La Fiscalía de Puebla confirmó que el ataque afuera del bar "Sala de Despecho" fue producto de una confusión: los agresores dispararon contra el vehículo equivocado.
El Financiero
La idea es muy atractiva: delegar lo repetitivo, agilizar procesos, producir más y liberar tiempo para pensar en temas de mayor relevancia. Suena casi irresponsable no usarlo. He probado casi todos: ChatGPT, Claude, Gemini, incluso la IA de WhatsApp de Meta para tareas simples de comunicación. Siempre con la misma expectativa: un trabajo limpio,
Merca2.0
Infobae
Con el objetivo de priorizar la seguridad de los participantes, la World Aquatics canceló la Copa Mundial de Clavados que se realizaría del 5 al 8 de marzo en Zapopan, Jalisco.
SDP Noticias
American Pistachio Growers es una asociación comercial agrícola de carácter que representa a productores de pistache, procesadores y socios en California, Arizona, Texas y Nuevo México. Entre las actividades principales de la organización se encuentran aquellas relacionadas con la investigación sobre la nutrición del pistache, los asuntos gu
AlMomento.mx
La estrella lusitana adquirió el 25 % del Almería a través de su empresa CR7 Sports Investments, incursionando en la propiedad de clubes
Estadio Deportes
La estrella portuguesa Cristiano Ronaldo anunció este jueves la adquisición del 25 % de las acciones del club español Almería, actualmente en segunda división, prosiguiendo así con la diversificación de sus inversiones. Comunicado oficial: Cristiano Ronaldo invierte en la UD Almería como parte del consorcio propietario del club liderado por
Tribuna Noticias
El cinco veces ganador del Balón de Oro, adquirió la participación en el Almería a través de su filial CR7 Sports Investments
Diario.mx
El programa entrega 2 mil 500 pesos a cada beneficiaria
Infobae
El gobierno del Estado de México publicó en la Gaceta del Gobierno las modificaciones a las Reglas de Operación del programa social Mujeres con Bienestar para el ejercicio fiscal 2026
Merca2.0
Se mantiene apoyo de 2 mil 500 pesos de manera bimestral
Infobae
Últimas noticias
Sin tarifas dinámicas, inDrive reporta ingresos 30% mayores para sus conductores
Bimbo apuesta por productos saludables para reactivar las ventas en Norteamérica
HSBC cierra sucursal en el centro de Ciudad Madero tras a?os de servicio
El peligro del pan con moho: Por qué «quitarle el trozo verde» no es suficiente
Jitomate se encarece: Cajas hasta en 600 pesos por menor oferta y alza en transporte
Epic Games Store regala un juego de puzles y uno de supervivencia y terror que puedes reclamar gratis
Militares, policías y halcones, en narconómina de CJNG
Proponen en la SCJN ampliar tasa cero del IVA a más productos de gestión menstrual
Lo común y lo normal
Tuvo relaciones con más de 400 hombres... ¡y ahora está embarazada!
Capacita Turismo en Manejo de Alimentos, Atención al Turista y Primeros Auxilios
Ampliará ‘Instituto de las Mujeres’ cobertura en Tamaulipas
CSP toman protesta y consolidan la voz del pueblo en la transformación de El Progreso
Consolida la FCA-UACH su proyección internacional con primera generación de doble grado
Arrestan a 2 mujeres con droga, aseguran vehículos y armamento en operativo en Juárez