Molesto por nada? Bueno, no estás siendo ridículo: algunos átomos pueden formar enlaces reales con "nada".
Si bien un enlace químico típico requiere dos entidades, hay un tipo de átomo que puede unirse a átomos "fantasmas" o aquellos que no existen, según un nuevo artículo publicado el 12 de septiembre en la revista Physical Review Letters.
Así como los planetas de nuestro sistema solar orbitan alrededor del sol, los electrones orbitan alrededor del núcleo de un átomo. Cuanto más lejos esté su órbita, mayor será la energía del electrón. Pero con un aumento de energía, los electrones a menudo pueden saltar en órbitas, y algunos van a la distancia.
Los átomos de Rydberg tienen un electrón que salta a una órbita distante, muy lejos del núcleo. "Básicamente, cualquier átomo en la tabla periódica puede convertirse en un átomo de Rydberg", dijo a Live Science el autor principal Chris Greene, profesor distinguido de física y astronomía en la Universidad de Purdue. Todo lo que se necesita es hacer brillar un láser en un átomo, dando a sus electrones un poco de energía.
Los átomos de Rydberg "son inusuales desde el punto de vista químico", dijo Greene. Esto se debe a que un electrón excitado que ha saltado muy lejos del núcleo del átomo puede chocar una y otra vez con un electrón en un átomo de estado fundamental cercano, o uno donde todos sus electrones están en el estado de energía más bajo posible. Cada vez que colisiona, atrae el átomo del estado fundamental poco a poco, eventualmente atrapándolo en lo que se llama enlace trilobítico.
"Esta interacción muy pequeña con un átomo distante" puede interactuar con el átomo de Rydberg de modo que la molécula resultante se parezca a un fósil de los artrópodos extintos llamados trilobites, dijo Greene.
Las moléculas de trilobites se predijeron por primera vez en 2000 y se observaron experimentalmente 15 años después. Pero ahora, Greene y su equipo predicen que hay una manera de "engañar" al átomo de Rydberg para que forme un vínculo con, bueno, nada.
Todo lo que tenían que hacer era esculpir un poco.
En un experimento puramente teórico, el equipo utilizó un algoritmo informático para descubrir una secuencia de pulsos eléctricos y magnéticos que podrían aplicar a un átomo de hidrógeno de Rydberg, moldeándolo de tal manera que formara el enlace trilobítico.
Durante cada impulso eléctrico, el orbital electrónico del átomo de hidrógeno de Rydberg se puede estirar; y durante cada pulso magnético, se puede torcer una pequeña cantidad, dijo Greene.
"De manera algo sorprendente, en las etapas intermedias antes de que se aplique el pulso final al átomo, el estado del electrón de enlace no se parece mucho al trilobite", dijo Greene. "Solo se enfoca con nitidez como el estado deseado al final del pulso final".
Sus cálculos mostraron que, como una araña que dispara su red al espacio vacío, es posible que un átomo de Rydberg forme un enlace trilobítico con un átomo "fantasma".
"El electrón se comporta exactamente como si estuviera unido a un átomo, pero no hay un átomo al que unirse", dijo Greene. Y lo hace de una manera muy direccional, lo que significa que apunta a un punto casi exacto en el espacio donde se habría unido a un átomo de estado fundamental. Descubrieron que este vínculo a la nada debería permanecer durante al menos 200 microsegundos.
"Estamos bastante seguros" de que esto sería cierto si lo intentaran experimentalmente, dijo Greene. Pero para que sea cierto experimentalmente, los investigadores necesitarán descubrir cómo sincronizar pulsos y bloquear campos externos, lo que podría ser un gran obstáculo para eliminar, según la American Physical Society.
Greene espera descubrir si hay otras formas de "engañar" a los electrones para que se unan sin nada, como mediante la aplicación de microondas o pulsos láser rápidos. Sospecha que estos átomos, unidos a absolutamente nada, podrían comportarse de manera diferente si se le solicita que sufra reacciones químicas.
