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:
   

 

 

Japón y Estados Unidos podrían lanzar una operación conjunta en el mercado de divisas para detener la caída histórica del yen frente al dólar. 16:15

El anuncio oficial se espera para este lunes y ocurre después de que el mercado detectara compras de yenes por miles de millones de dólares la semana pasada, según funcionarios japoneses.

El Imparcial

Puebla lidera rezago en verificación; solo cumplen tres de cada 10.16:13

Solo tres de cada 10 automovilistas en Puebla han cumplido con la verificación vehicular durante este año, lo que coloca a la entidad como la de mayor rezago entre los siete estados que integran la Comisión Ambiental de la Megalópolis (CAMe), informó la secretaria de Medio Ambiente, María de los Ángeles Ballesteros. La funcionaria señaló &

Tribuna Noticias

Acompañamiento municipal en la emotiva procesión de la Virgen. 16:16

Cientos de devotos acompañan a Nuestra Señora de Los Ángeles en Ciudad Real durante la emotiva procesión de las fiestas patronales.

El Congresista

HUAWEI pura 90s pro: diseño, autonomía y foto diaria.

En un momento en el que el móvil ya no sirve solo para contestar mensajes, sino también para trabajar, registrar recuerdos, navegar la ciudad y resolver tareas cotidianas, elegir bien importa más que nunca.

Lado.mx

La foto de la abuela que merece verse tan bien como se ve en el recuerdo.

Casi toda familia guarda una foto vieja que quiere rescatar: la de la boda de los abuelos, la del bautizo de alguien que ya no está, la que llegó doblada o rayada después de pasar de mano en mano por años.

Lado.mx

¿Qué debe tener un botiquín de primeros auxilios? Insumos esenciales para tu hogar y viajes.

Imagina que estás preparando la cena y, de repente, un corte profundo en el dedo te obliga a detener todo. O tal vez estás disfrutando de unas vacaciones en la playa cuando tu hijo se raspa la rodilla corriendo por la arena.

Lado.mx

El primer campeón, en Países Bajos: el AZ Alkmaar aplastó al PSV y se quedó con la Supercopa.14:56

Los Kaaskoppen se impusieron 4-0 al elenco de Eindhoven y abrieron la temporada europea con la Johan Cruyff Shield.

Olé.com.ar

Matan a Jimmy Bonilla Valera, coordinador de Morena en Amozoc. 15:20

Asesinan en Puebla a Jimmy Bonilla Valera, quien era coordinador de Morena en Amozoc

SDP Noticias

Sheinbaum afirma que programa de vivienda beneficiará a 12 millones de familias. 19:50

La presidenta encabezó la entrega de las primeras 68 Viviendas para el Bienestar en Oaxaca y anunció que el Infonavit duplicará su meta de construcción en el estado Por: Redacción La presidenta de México, Claudia Sheinbaum Pardo, aseguró que el Programa de Vivienda para el Bienestar beneficiará a 12 millones de familias durante su administr

Laorquesta.mx

Puebla: así quedó el precio de la gasolina hoy domingo 2 de agosto. 04:30

El precio de las gasolinas en México puede cambiar debido a múltiples factores como el tipo de cambio frente al dólar, impuestos e incluso la logística para el traslado

Infobae

La historia de la mujer desaparecida durante la dictadura de Chile que fue encontrada medio siglo después en Argentina. 01:20

Un examen de ADN acreditó en un 99,999% que la persona hallada en el balneario de Miramar es Bernarda Vera, cuyo rastro se perdió en octubre de 1973 en tiempos del régimen de Augusto Pinochet

Infobae

calendario pagos beca rita cetina

Beca Rita Cetina: Estudiantes de secundaria (continuidad) que recibirán el pago de $1,900 del 8 al 12 de junio . 08 de Junio, 2026 12:34

La Coordinación Nacional de Becas para el Bienestar Benito Juárez (CNBBBJ), a través de su titular Julio León, dio a conocer el calendario oficial de pagos de la Beca Universal Rita Cetina para los beneficiarios de continuidad correspondiente al bimestre mayo-junio de 2026.

Vanguardia.com.mx

Hay nuevas reglas para las becas Benito Juárez, Rita Cetina y Jóvenes Escribiendo el Futuro: esto pasará si no cobras tu apoyo . 16 de Julio, 2026 15:04

Las Becas para el Bienestar en México tendrán nuevas reglas para el ciclo escolar 2026-2027. Aunque los montos de los apoyos se mantienen intactos, la Secretaría de Educación Pública (SEP) modificó los plazos y procedimientos para cobrar los recursos, un cambio que podría afecta

Xataka México

Beca Rita Cetina 2026: Calendario oficial de pagos de $2,500 en agosto por letra de apellido. 28 de Julio, 2026 12:26

¡Atención familias! Consulta el calendario oficial de pagos de la Beca Universal Rita Cetina en agosto 2026. Fechas por letra del primer apellido y detalles del depósitoEl cargo Beca Rita Cetina 2026: Calendario oficial de pagos de $2,500 en agosto por letra de apellido apareció primero en El Imparcial de Oaxaca.

El Imparcial Oaxaca

rodolfo cota

América toma decisión en la portería: Rodolfo Cota renueva y será titular tras lesión de Malagón. 18 de Mayo, 2026 12:50

André Jardine pidió su continuidad y las Águilas ya preparan la salida de Fernando Tapia Mientras el mercado de fichajes sigue moviéndose alrededor del Club América, en Coapa ya tomaron una decisión importante para uno de los puestos más delicados del equipo: la portería. Rodolfo Cota renovó oficialmente su contrato con las Águilas por un

SuperL1der

Se despejan dudas de Acevedo; Rodolfo Cota renueva con América para el próximo torneo. 18 de Mayo, 2026 20:11

Con una decisión, el conjunto azulcrema despejó todas las dudas que existían sobre un posible fichaje de Carlos Acevedo a América.La portería de las Águilas ya tiene nuevo dueño, esto luego de que anteriormente Luis Malagón, arquero de las Águilas, sufriera una lesión que lo alejó completamente de las canchas en un duelo de Concachampion

El Siglo de Torreón

¿Luis Ángel Malagón debe irse del Club América para el Apertura 2026? El portero le responde a Andrés Vaca. 18 de Mayo, 2026 21:38

Andrés Vaca no espera que Ángel Malagón se quede en el América para el Apertura 2026 y el portero respondió. Lamentablemente, durante la Concacaf Champions Cup, Luis Ángel Malagón salió lesionado del tendón de Aquiles. El arquero no sólo se perdió la oportunidad de disputar el Mundial con la Selección Mexicana, sino que además la posib

BolaVip Mexico

leagues cup

Charlotte FC vs Pumas EN VIVO: Dónde ver en TV y hora | Jornada 1 de Leagues Cup 2026. 15:25

Te decimos dónde se podrá ver el choque entre Charlotte y Pumas, correspondiente a la J1 de la Fase de Grupos.

Foxsports.com.mx

Arranca la Leagues Cup 2026: Fechas, horarios, formato, calendario completo, canales y todo lo que debes saber. 16:10

Consulta el calendario de la Leagues Cup 2026, cómo se juega el torneo, qué equipos mexicanos participan y cuáles serán las opciones para seguir la competencia en vivo.

El Financiero

Cincinnati vs Pachuca EN VIVO: Dónde ver en TV, online y hora Jornada 1 Grupos Leagues Cup 2026. 16:25

Comienza la Leagues Cup con el encuentro entre el Cincinnati y Pachuca, por lo que te decimos cómo podrás verlo

Foxsports.com.mx