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

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.


Compartir en:
   

 

 

Accidente cierra el Arco Norte a la altura del km 225. 06:44

*Volcadura de tractocamión con doble caja provocó choque con un auto; un acompañante murió y la vía quedará cerrada al menos cuatro horas. Nacional.- El Arco Norte permanece completamente cerrado […]The post Accidente cierra el Arco Norte a la altura del km 225 first appeared on Cinco Radio.

Cinco Radio

"El arrepentimiento cuesta caro".06:40

El empresario habló sobre el caso de un jugador que fue promesa en su momento. La entrada "El arrepentimiento cuesta caro" aparece primero en Versus.

Versus.com.py

INE cuestiona reforma electoral. 06:12

Los consejeros del Instituto Nacional Electoral (INE) dejaron en evidencia sus diferencias internas durante la entrega de las 241 propuestas a tomar en cuenta para la reforma electoral ante la Comisión Presidencial que encabeza Pablo Gómez.En la mesa, en la que sólo nueve de las 11 consejerías se presentaron, se reclamaron mutuamente temas de d

El Siglo de Torreón

Partidos de futbol en Argentina hoy 2023.

Consulta la agenda de encuentros programados para hoy. Los equipos mas destacados se enfrentaran en emocionantes duelos que prometen mantener a los aficionados al borde de sus asientos.

Lado.mx

Guía completa para identificar cuál es la mejor marca de lavadoras.

Elegir una lavadora adecuada representa una inversión importante para cualquier hogar. Con tantas opciones disponibles, determinar cuál es la mejor marca de lavadoras puede resultar complicado si no conoces los criterios fundamentales que distinguen a un modelo de calidad de uno básico.

Lado.mx

Generador de códigos QR en Lado.mx: Rápido, anónimo y gratis.

En la actualidad, los códigos QR se converten en una herramienta indispensable para compartir información de forma rápida y sencilla.

Lado.mx

Mujer confunde una estatua de Shrek con una de Buda… a la que veneró durante años.04:40

Una mujer filipina se ha hecho viral en los últimos días después de contar que durante cuatro años había venerado en su casa una pequeña estatua verde que creía que representaba a Buda, hasta que descubrió que en realidad se trataba de una figura del personaje de dibujos animados Shrek, informa South China Morning Post. […]

Entrelineas

Clima de hoy en Houston para este martes 13 de enero. 05:43

Conoce el pronóstico del tiempo en Houston, Texas, para hoy martes 13 de enero para evitar sufrir los cambios en el clima

La Opinión de Los Ángeles

¿Es verdad que murió Édgar Vivar? Esto dicen colaboradores de "Vecinos". 14:36

El nombre del actor Édgar Vivar se viralizó después de que se difundiera el rumor sobre su presunto fallecimiento, esto fue lo que sucedió

Periódico Correo

Marcela Reyes sorprende con su ingreso a ‘La casa de los famosos Colombia’ y protagoniza su primer enfrentamiento: “Dímelo en la cara”. 21:10

La reconocida DJ, empresaria y creadora de contenido sorprendió al ingresar como participante sorpresa en el reality y generó su primera pelea, apenas pisó la casa, mostrando su carácter

Infobae

Pide CSP a Estados Unidos atacar el fentanilo en su territorio. 22:17

La violencia no es una solución: Presidenta Sheinbaum LÁZARO CÁRDENAS, Mich. (EL UNIVERSAL).- En medio de amenazas al país por parte del presidente de Estados Unidos, Donald Trump, la presidenta Claudia Sheinbaum sostuvo que el incremento de la violencia no es una solución, y llamó a Washington a atender el consumo de fentanilo desde su ̷

Periódico Contacto

13 de enero

Valor de apertura del dólar en Guatemala este 13 de enero de USD a GTQ. 08:20

Se registró un alza en los valores del dólar con respecto a la jornada anterior

Infobae

Guatemala: cotización de apertura del euro hoy 13 de enero de EUR a GTQ. 08:20

Se registró un alza en los valores del euro con respecto a la jornada anterior

Infobae

Sismos en México | EN VIVO | 13 de enero. 08:20

Te compartimos detalles sobre los sismos que se presenten este martes 13 de enero de 2026 en México, cuya magnitud sea cercano, igual o superior a 4

El Informador

hoy no circula 13 de enero 2026

Así queda el Hoy No Circula este sábado tras levantarse la contingencia ambiental. 09 de Enero, 2026 22:00

Así queda el Hoy No Circula este sábado tras levantarse la contingencia ambiental Las restricciones del programa Hoy No Circula se aplican todos los días, dependiendo del calendario oficial lreyesVie, 09/01/2026 - 21:52 Este sábado

Record

Filtran últimos videos de Yeison Jiménez en la avioneta antes del accidente. 11 de Enero, 2026 11:18

Filtran últimos videos de Yeison Jiménez en la avioneta antes del accidente Autoridades investigan causas del accidente que acabó con la vida de Yeison Jiménez y otras cinco personas m.alcantaraDom, 11/01/2026 - 11:00 Los minutos p

Record

Hoy No Circula: Estos autos tendrán restricciones este martes, 13 de enero de 2026 en Cdmx y Edomex. 06:40

La restricción vehicular está vigente de las 05:00 a las 22:00 horas de este martes

El Imparcial

clima aguascalientes

El frente frío 24 llega este fin de semana a México con lluvias fuertes, heladas de hasta -10 grados y nieve en varios estados . 26 de Diciembre, 2025 15:10

Este fin de semana, el frente frío 24 ingresará en Baja California, combinado con una vaguada en niveles medios y altos de la atmósfera, la corriente en chorro polar y un río atmosférico. Estos fenómenos provocarán descensos de temperatura en el noroeste del país, lluvias puntu

Xataka México

Enero será más frío de lo normal en México: se esperan heladas, nieve y lluvias por debajo del promedio . 07 de Enero, 2026 11:01

El Servicio Meteorológico Nacional informó que durante el mes de enero se prevén lluvias por debajo del promedio en la mayor parte de México, cercanas al promedio en algunas regiones de Oaxaca y Chiapas, y por arriba del promedio en el norte de Chiapas y la Península de Yucatán.

Xataka México

Clima CDMX: Pronostican bajas temperaturas para hoy 12 de enero . 08:37

Clima CDMX: Pronostican bajas temperaturas para hoy 12 de enero En algunas alcaldías de la Ciudad de México amaneció con poca visibilidad debido a la neblina gcatarinoLun, 12/01/2026 - 08:05 Este lunes 12 de enero, justo con el reg

Record