imagen más precisa átomo

La imagen más precisa del átomo que tenemos hasta ahora

El mundo subatómico sigue siendo un misterio para los científicos que intentan descubrir cómo es que se estructuran las partículas más pequeñas que los átomos, para comprender la manera en la que se formula nuestra realidad. Pero la tarea no es sencilla, de hecho, pese al avance de la ciencia no tenemos a la fecha imágenes precisas de los átomos, aunque recientemente se ha tomado esta intrigante imagen que es hasta ahora lo más cercano que tenemos a cómo son los átomos.

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El detector STAR del Colisionador Relativista de Iones Pesados ​​(RHIC) actúa como una cámara digital 3D gigantesca que rastrea las partículas que emergen de las colisiones. Crédito de la imagen: Laboratorio Nacional de Brookhaven.

Los aceleradores de partículas son los laboratorios del mundo subatómico y es precisamente en uno de ellos donde se obtuvo la extraña imagen. El acelerador relativista de iones pesados (RHIC) que se encuentra dentro del Laboratorio de Brookhaven en Estados Unidos, tiene la capacidad de acelerar iones de oro a velocidades vertiginosas; aquí los iones son impulsados hasta el 99.995% de la velocidad de la luz.

Cómo se obtuvo la imagen más precisa del átomo

A través de una serie de fluctuaciones cuánticas, los fotones que son las partículas encargas de todas las formas de radiación electromagnética, incluida la luz que observamos, interactúan con los gluones, partículas parecidas al pegamento que mantienen unidos a los quarks dentro de los protones y neutrones de los núcleos de átomos.

Aunque los científicos no pueden observar estas interacciones, saben que están ahí gracias a la medición de la velocidad de los átomos, así como los ángulos en que estos impactan al detector STAR del RHIC. Gracias a estos datos, los físicos de partículas pueden retroceder para obtener información crucial sobre los átomos y usarla para mapear la disposición de las subpartículas dentro de los núcleos de los átomos, ahora con mayor precisión que nunca.

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Crédito: Laboratorio Nacional de Brookhaven

Esta técnica es similar a la forma en que los médicos usan la tomografía por emisión de positrones (PET) para ver qué sucede dentro del cerebro y otras partes del cuerpo”, dijo el Dr. James Daniel Brandenburg, miembro de STAR Collaboration y físico en el Brookhaven National Laboratory de la Universidad Estatal de Ohio.

Pero en este caso, estamos hablando de mapear características en la escala de femtómetros, cuadrillonésimas de metro, del tamaño de un protón individual.

En otras palabras, los investigadores han logrado obtener detalles precisos sobre cómo están estructurados los átomos del oro, al emplear un tipo de interferencia cuántica nunca antes vista en un experimento. El resultado es una imagen asombrosa que muestra la disposición de las partículas en el núcleo, aunque también se pueden observar las interferencias de haces de luces emitidas por el acelerador de partículas.

Referencias: STAR Collaboration. (2023). Tomography of ultrarelativistic nuclei with polarized photon-gluon collisions. Science Advances, 9(1), DOI

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