Ciencia.-Primera observación del buscado agujero sigma en un átomo

Ciencia.-Primera observación del buscado agujero sigma en un átomo. Noticias en tiempo real 12 de Noviembre, 2021 04:50

12-11-2021 Comparación de la predicción teórica y los resultados del experimento..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.POLITICA INVESTIGACIÓN Y TECNOLOGÍATOMAS BELLON / IOCB PRAGUE
12-11-2021 Comparación de la predicción teórica y los resultados del experimento..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.POLITICA INVESTIGACIÓN Y TECNOLOGÍATOMAS BELLON / IOCB PRAGUE (Sebastian Carrasco/)


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.


Infobae
Compartir en:
   

 

 

Avanza la construcción del tren de pasajeros en Celaya con túneles y viaducto elevado. 21:43

La obra del tren de pasajeros en Celaya avanza a paso firme. El proyecto contempla siete puntos clave para garantizar una movilidad urbana segura

Periódico Correo

PAN va por la reelección en Benito Juárez, Cuauhtémoc y Cuajimalpa en 2027.21:25

El anuncio se hizo en la explanada de la alcaldía Benito Juárez, que Acción Nacional gobierna desde el año 2000 y que se ha consolidado como su principal bastión en el país.

24 Horas

PAN define coordinadores en Cuauhtémoc, Cuajimalpa y Benito Juárez rumbo a 2027 . 21:20

PAN hace oficial la presentación de sus coordinadores en las alcaldías Cuauhtémoc, Cuajimalpa y Benito Juárez para 2027; te decimos quiénes son

SDP Noticias

Arnold Rojas Tame y sus presuntos vínculos en Veracruz: nombres, combustible y una red bajo la lupa..

Veracruz.— En los últimos días, el nombre de Arnold Rojas Tame ha vuelto a circular con fuerza en distintos puntos del estado.

Lado.mx

Compresor industrial: ¿cuál es su papel en el sistema?.

En diferentes procesos industriales, mantener determinadas condiciones de temperatura puede ser indispensable para garantizar la conservación de productos, la estabilidad de los procesos y el funcionamiento adecuado de los equipos.

Lado.mx

Cómo El Asesoramiento En Español Puede Ayudar Después De Un Accidente De Motocicleta.

El clima cálido y las carreteras planas y abiertas de Tampa la convierten en una de las ciudades más populares de Florida para los motociclistas. Aquí se conduce durante todo el año, pero esas mismas carreteras que atraen a los motociclistas también los ponen en un riesgo considerable.

Lado.mx

Impulsa Rosa María modernización de trámites y servicios municipales para mejorar la atención ciudadana.20:43

La alcaldesa participa en los esfuerzos de simplificación administrativa que promueven la presidenta Claudia Sheinbaum Pardo y la gobernadora Rocío Nahle García Redacción Hora Cero Con el objetivo de mejorar la atención ciudadana y facilitar los trámites municipales, la alcaldesa Rosa María Hernández Espejo participó en el Encuentro de Alc

Hora Cero

“Yo fui vocal varias veces”: exjefa de Adsef reitera que llevó a La Fortaleza las tensiones con Suzanne Roig. 19:44

La exfuncionaria dijo que llevó sus preocupaciones ante Francisco Domenech e Itza García

El Nuevo Día

Coordinación y preparación permanente ante efectos del fenómeno natural “Simón” para Sinaloa, resalta Gobernadora Graciela Domínguez. 19:20

Culiacán, Sinaloa.- Con una invitación a mantenerse muy coordinados, Fuerzas Armadas, gobiernos estatal y municipales, y cuerpos de auxilio para resguardar lo más preciado, que es la vida de los sinaloenses, la gobernadora Graciela Domínguez Nava declaró en sesión permanente el Consejo Estatal de Protección Civil con motivo del huracán “S

Elarsenal.net

La estrategia en Baja California.00:55

La coalición Morena-Verde que sigue en pláticas con PT, designó a la senadora Julieta Ramírez Padilla como la “coordinadora” de la elección estatal de Baja California, es decir, la futura virtual candidata a gobernadora por ese estado fronterizo.

El Financiero

Se les acabó el dinero. 01:40

La cancelación del programa Jóvenes Construyendo el Futuro para lo que resta del año ha pintado el elefante en la sala: el gobierno de Claudia Sheinbaum probablemente se ha quedado sin dinero para cerrar diciembre.

El Financiero

Isaías ya es categoría 1 en el Golfo de México, convirtiéndose en el primer huracán de la temporada 2026 en el Atlántico. 01:56

"Isaías" marca un hito histórico como el primer huracán del Atlántico en 2026, al formarse en octubre, rompe la racha más larga sin huracanes de la era satelital e iguala el récord registrado desde 1905.La imagen satelital, muestra la nubosidad convectiva asociada a la circulación del huracán Isaias como categoría 1..El huracán

Meteored.mx

lakers

Warriors vs Lakers EN VIVO: resultado de la NBA. 06 de Octubre, 2026 20:16

El cruce entre Golden State Warriors vs Los Angeles Lakers corresponde a la NBA – Pretemporada y se disputa este 6 de octubre de 2026 en el Chase Center. A través de esta cobertura es posible seguir el resultado en vivo, con la actualización constante de cada acción que transcurre en la pista. El seguimiento …

365scores

Lakers vs Warriors EN VIVO, Dominio local (53-81). 06 de Octubre, 2026 21:25

FINAL SEGUNDO CUARTO: Nos vamos al descanso en San Francisco con un contundente 53-81 en el marcador. La ventaja de 28 puntos refleja la superioridad absoluta de los Warriors en esta primera mitad, imponiendo un ataque devastador ante unos…

VAVEL MX

Resumen y puntos del Los Angeles Lakers 98-124 Golden State Warriors en la Pretemporada NBA. 06 de Octubre, 2026 23:25

: Los Warriors se impusieron 124-98 a los Lakers en San Francisco. Tras una arrolladora primera mitad, la ventaja fue inalcanzable. Un duelo resuelto temprano que cayó en bache, dejando una cómoda victoria local.

VAVEL MX

adela noriega

¿Regresa Adela Noriega? José Alberto Castro insiste en llevarla de vuelta a la TV. 20 de Enero, 2026 17:23

México._ José Alberto Castro ha logrado que actrices salgan de su retiro para regresar a la televisión; por ello, el productor quiere que Adela Noriega regrese a las telenovelas. En entrevista con De Primera Mano, José Alberto Castro fue cuestionado sobre si buscaría a Adela Noriega para que protagonice una de sus novelas y confirmó que la

Elarsenal.net

‘El Güero’ Castro quiere a Adela Noriega de regreso a los foros de Televisa: “Un encanto de mujer”. 25 de Enero, 2026 21:00

El productor resalta la calidad humana de la actriz y rememora su trabajo juntos, mientras la incertidumbre sobre el regreso de Noriega sigue inquietando a los amantes del melodrama mexicano

Infobae

Famoso actor y compañero de Adela Noriega destapa que su retiro tuvo que ver con “sus hijos”. 27 de Enero, 2026 12:09

El actor Alejandro Tommasi señaló que la salida de Noriega de las telenovelas coincidió con una etapa en la que la actriz decidió priorizar su vida personal.

El Imparcial

Consejo Coordinador Empresarial

Pide CCE desacelerar crecimiento de deuda. 10 de Septiembre, 2026 10:40

Tras la presentación del Paquete Económico 2027 del Ejecutivo Federal al Congreso de la Unión, el Consejo Coordinador Empresarial (CCE) pidió mantener el grado de inversión de México, reducir gradualmente el déficit público y desacelerar el crecimiento de la deuda, además de generar condiciones para que la economía crezca a un ritmo mayo

Unomasuno

El CCE insta a priorizar el grado de inversión en el Paquete Económico 2027. 10 de Septiembre, 2026 10:47

En el contexto de la presentación del Paquete Económico 2027 al Congreso de la Unión, el Consejo Coordinador Empresarial (CCE) destacó la necesidad de priorizar el grado de inversión del país.  El organismo empresarial destacó la importancia de disminuir gradualmente el déficit público, desacelerar el crecimiento de la deuda y crear las

NV Noticias

Empresarios mexicanos piden contener deuda y déficit para preservar grado de inversión . 10 de Septiembre, 2026 13:20

CDMX.- El Consejo Coordinador Empresarial (CCE), máxima cúpula del sector privado mexicano, pidió este jueves al Gobierno contener el crecimiento de la deuda y reducir gradualmente el déficit público para preservar el grado de inversión del país, tras la presentación del Paquete Económico para 2027.

Vanguardia.com.mx