Saltar al contenido principal

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:
   

 

 

Dónde ver EN VIVO Celta vs. Alavés por la jornada 9 de la LaLiga: TV y streaming online. 00:40

Celta y Alavés se enfrentan este domingo 18 de octubre, en el Estadio Balaidos, por la jornada 9 de la LaLiga. Los detalles de la televisación. Celta recibe a Alavés este domingo 18 de octubre desde las 08:15 hora de México. El encuentro, correspondiente a la jornada 9 de la LaLiga, se disputará en el Estadio Balaidos. El Celta aparece como fa

BolaVip Mexico

El desafío de la longevidad en Asia: del récord de centenarios en Japón a las redes de apoyo en Singapur.00:30

El Ministerio de Salud, Trabajo y Bienestar japonés confirmó el récord histórico de personas centenarias en el país. Las mujeres representan el 87,6% del total, una brecha que refleja las profundas diferencias de longevidad entre géneros

Infobae

Ariadna Montiel fortalece a Morena en Sonora con 245 mil afiliados.. 00:38

Ariadna Montiel refuerza la organización de Morena en Sonora con un total de 245 mil afiliados en una asamblea informativa.

El Congresista

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

Valle de Santiago inicia la construcción de una barda en el campo de béisbol Camémbaro. 22:44

El Gobierno Municipal de Valle de Santiago inició la construcción de una barda perimetral de 150 metros en el campo de béisbol Camémbaro

Periódico Correo

EN VIVO | Clima CDMX y resto de México hoy domingo 18 de octubre. 00:10

Consulta en tiempo real actualizaciones, alertas, noticias y reportes sobre las condiciones meteorológicas en el país

Infobae

Arrancan actividades del Día de Muertos 2026: que hacer en CDMX y área metropolitana hoy sábado 17 de octubre. 07:50

El calendario arranca con el Desfile de Alebrijes Monumentales y se extiende hasta noviembre con el Gran Desfile del 31 de octubre, la Ofrenda Monumental en el Zócalo y las celebraciones en San Andrés Mixquic

Infobae

Noticiero 11 hrs. – 17 de Octubre de 2026. 11:25

Resumen informativo Notisistema, la mejor y más completa información cada hora en la hora.

Notisistema

¿Cuál es el precio del DÓLAR HOY sábado 17 de octubre del 2026? Así amaneció el tipo de cambio. 09:28

Revisa cómo amaneció el precio del dólar HOY sábado 17 de octubre del 2026 en México y el tipo de cambio actual en bancos y operaciones interbancarias

Tribuna

cruz azul vs fc juárez standings

Así quedó la tabla de posiciones y de goleo de la Liga MX tras el triunfo de Pumas con hat-trick de Juninho. 31 de Julio, 2026 23:07

Repasa aquí cómo están los principales lugares del Apertura luego de los tres partidos del viernes botanero. ¡Comenzó la jornada 3! Este viernes 31 de julio se dio inicio a una nueva fecha del Apertura 2026, con tres encuentros que mantuvieron a los aficionados pegados a la TV. Los primeros partidos generaron modificaciones en la tabla de posi

BolaVip Mexico

Cruz Azul vs. FC Juárez en vivo: dónde ver por TV y streaming online, por la jornada 12 de la Liga MX. 13:40

Cruz Azul y FC Juárez se enfrentan este sábado 17 de octubre, en el Estadio Banorte, por la jornada 12 de la Liga MX. Los detalles de la televisación. Cruz Azul recibe a FC Juárez este sábado 17 de octubre desde las 21:10 hora de México. El encuentro, correspondiente a la jornada 12 de la Liga MX, se disputará en el Estadio Banorte. Cruz Azu

BolaVip Mexico

Así quedó la tabla de posiciones y de goleo de la Liga MX tras la victoria de Cruz Azul vs FC Juárez. 23:20

Tras el penúltimo partido de la Jornada 12 del Apertura 2026, así quedan las tablas de goleo y general. Está a nada de terminar la Jornada 12 del Apertura 2026 y el penúltimo partido disputado fue este sábado el Cruz Azul vs FC Juárez, donde el conjunto de La Máquina consiguió una victoria importante en el Estadio Azteca. El marcador del du

BolaVip Mexico

posiciones de san jose earthquakes contra nashville sc

Portland Timbers vs. Colorado Rapids: horario y dónde ver en vivo y online en México, por la jornada 30 de la MLS. 13:00

Portland Timbers y Colorado Rapids se enfrentan este sábado 17 de octubre, en el Providence Park, por la jornada 30 de la MLS. Los detalles de la televisación. Portland Timbers recibe a Colorado Rapids este sábado 17 de octubre desde las 20:30 hora de México. El encuentro, correspondiente a la jornada 30 de la MLS, se disputará en el Providenc

BolaVip Mexico

Seattle Sounders vs. CF Montreal en vivo: dónde ver por TV y streaming online, por la jornada 30 de la MLS. 13:00

Seattle Sounders y CF Montreal se enfrentan este sábado 17 de octubre, en el Estadio Lumen Field, por la jornada 30 de la MLS. Los detalles de la televisación. Seattle Sounders recibe a CF Montreal este sábado 17 de octubre desde las 20:30 hora de México. El encuentro, correspondiente a la jornada 30 de la MLS, se disputará en el Estadio Lumen

BolaVip Mexico

Dónde ver EN VIVO New York Red Bulls vs. Toronto FC por la jornada 30 de la MLS: TV y streaming online. 13:20

New York Red Bulls y Toronto FC se enfrentan este sábado 17 de octubre, en el Sport Illustrated Stadium, por la jornada 30 de la MLS. Los detalles de la televisación. New York Red Bulls recibe a Toronto FC este sábado 17 de octubre desde las 17:30 hora de México. El encuentro, correspondiente a la jornada 30 de la MLS, se disputará en el Sport

BolaVip Mexico

caiman

Hombre de 71 años muere tras ataque de un caimán en Florida. 12:06

La víctima pescaba a orillas del lago Apopka cuando el reptil, de casi 12 pies, la atacó

El Nuevo Día

Un pescador de 71 años murió tras el ataque de un caimán de casi cuatro metros en Florida. 16:50

La víctima, identificada como Steven Hamilton, fue arrastrada al agua mientras estaba en la orilla de un estanque conectado con el lago Apopka

Infobae