
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.
El desalojo que no detuvo el éxito Cuando los desarrolladores de Bit Reactor se vieron obligados a dejar sus puestos antes del lanzamiento de Star Wars Zero Company, nadie sabía si el juego sobreviviría. Según testimonios de exempleados, hasta el 80% del equipo fue desalojado o despedido debido a la...Este artículo Star Wars Zero Company triun
Geekzilla.tech
Una venta puede estar prácticamente decidida y aun así no completarse si, al momento de pagar, el cliente no encuentra una opción que pueda o quiera utilizar.
Lado.mx
Cuando se habla del sistema de pensiones en México, es común escuchar el término “rendimientos”, pero no siempre queda claro qué significa realmente ni por qué es un factor tan relevante al momento de pensar en el retiro.
Lado.mx
Pedir comida a domicilio es una opción práctica en el día a día, aunque estos gastos constantes deben contemplarse en tu presupuesto mensual.
Lado.mx
El desalojo que no detuvo el éxito Cuando los desarrolladores de Bit Reactor se vieron obligados a dejar sus puestos antes del lanzamiento de Star Wars Zero Company, nadie sabía si el juego sobreviviría. Según testimonios de exempleados, hasta el 80% del equipo fue desalojado o despedido debido a la...Este artículo Star Wars Zero Company triun
Geekzilla.tech
En esta nota, te contamos cómo sintonizar los choques de donde saldrán los finalistas. Llegó el día y está la mesa servida para el desarrollo de un momento clave de la temporada para el futbol mexicano. Este miércoles se jugarán las semifinales de la Leagues Cup 2026, sin equipos estadounidenses de por medio. Los cuatro representantes de la
BolaVip Mexico
El 2 de septiembre de 1942 las tropas alemanas, junto con la policía de Bielorrusia, rodeó al gueto de Lakhva, el cual tenía a 2.000 personas. Dov Lopatin, jefe del Judenrat (consejo judío del gobierno) se rehusó al pedido alemán de deportación. A pesar de que muchos de los ancianos del pueblo estaban en contra […]
Diario Judio
Sonos Ace Ultra son los nuevos audífonos premium de Sonos. Son el segundo par de audífonos over-ear en la historia de la compañía, renovación de los Ace originales de 2024, ahora con el apellido Ultra a cuestas para demostrar su avance en calidad de audio y diseño.Los nue
Xataka México
W Radio México
Los directivos de las industrias manufacturera, comercio y servicios privados mostraron pesimismo respecto a la situación futura del país
El Sol de Cuautla
POCO F9 Ultra y F9 Pro llegan a México con gaming a 185 FPS, cámaras de 200 MP, audio Bose y carga de 100 W.
Tierra Gamer
POCO presentó este 1 de septiembre en México sus nuevos POCO F9 Ultra y POCO F9 Pro, una apuesta que llega al segmento premium con especial atención en gaming, pantalla, batería, fotografía y audio.
Merca2.0
Ante la subida de precio de los nuevos POCO F9, este POCO X7 Pro es la compra inteligente, trae 512 GB, 6,000 mAh y 90W por solo $6,790 a 15 MSI en Amazon México
Debate.com.mx
Claudia Sheinbaum enfrenta desafíos internos en Morena que cuestionan su liderazgo y futuro político tras el segundo informe de gobierno.
El Congresista
Onel Ortiz adelanta algunos de los principales retos para el próximo año que tendrá la presidenta Claudia Sheinbaum.
SDP Noticias
En los primeros veinte meses del gobierno de Claudia Sheinbaum, con una economía que creció 0.8 por ciento en 2025, el salario real avanzó 9.3 por ciento: más del doble que en los arranques equivalentes de Calderón o Peña, y más que en el sexenio completo de este último.
El Financiero
¡No guardes el paraguas! Esto se espera del clima en México este jueves 8 de octubre La tormenta tropical Priscilla se intensifica y amenaza con lluvias torrenciales, vientos huracanados y oleaje elevado jreyesJue, 09/10/2025 - 08:04
Record
El 11 de octubre se reportó que ‘Raymond’, el decimoséptimo ciclón de la temporada en el Pacífico mexicano, disminuyó su intensidad, y cambio a depresión tropical, antes de llegar a las tierras de Baja California Sur.Sin embargo, el Servicio Meteorológico Nacional (SMN), pronosticó intensas lluvias en varios estados próximos. Se inform
Vanguardia.com.mx
El invierno suele ser temporada alta para los viajeros estadounidenses que buscan escapar del frío en las playas mexicanas. Sin embargo, la Embajada de Estados Unidos en México acaba de emitir un aviso que pone bajo la lupa a ocho destinos turísticos clave: Cabo San Lucas, San José
Xataka México
Últimas noticias
Unidad, dilema de las tribus de Morena
Garduño no acude a audiencia por incendio que dejó 40 migrantes muertos en Ciudad Juárez
Miley Cyrus anuncia nuevo álbum y prepara una nueva era musical con “Bass Persuades”; lo lanzará el 18 de septiembre
The K’s de vuelta en Madrid este otoño. El 19 de noviembre en la Sala Moby Dick
Sheinbaum destaca obras para Jalisco y Guadalajara durante informe
Qué son y cómo funcionan las cámaras Flock: el sistema que rastrea autos y genera preocupaciones de privacidad en Estados Unidos
Hospitalizan a Rosita Bouchot, actriz de El Chavo del 8 vinculada sentimentalmente con Chespirito
El aviso de la Policía Nacional que desmonta la versión de Marlaska: alertó un día antes del “riesgo extremo” de entradas a nado a Ceuta desde Marruecos
La logística brasileña lleva sus prioridades a los candidatos presidenciales
Jose Mourinho y su mejor amanecer en el Real Madrid
Por qué debes ir al Coca-Cola Music Experience desde las 13h
El delantero argentino Agustín Coscia rescinde su contrato con el Sabadell
Acer actualiza sus equipos con IA con nuevos ordenadores Veriton, Swift y Vero
El base lituano Dominykas Stenionis, refuerzo temporal del FIATC Girona
Super Once: estos son los números ganadores del Sorteo 2