Ir al contenido principal

El láser más poderoso del mundo crea un agujero negro molecular


El extremadamente intenso destello de rayos X crea una versión electromagnética de un agujero negro - DESY/Science Communication Lab

El pulso fue unos cien veces más intenso de lo que se obtendría si se concentrara toda la luz solar que llega a la superficie terrestre en la uña de un pulgar

Científicos del Acelerador SLAC del Departamento de Energía de los Estados Unidos han conseguido crear un «agujero negro» concentrando toda la intensidad del láser de rayos X más poderoso del mundo en una pequeña molécula. Un único pulso de láser despojó casi todos los electrones del mayor átomo de la molécula de adentro hacia afuera, dejando un vacío que empezó a tirar del resto de los electrones de la molécula, de la misma manera que un agujero negro se traga un disco espiral de materia.

En 30 femtosegundos -millonésimas de una mil millonésima de un segundo- la molécula perdió más de 50 electrones, mucho más de lo que anticiparon los científicos por experimentos anteriores que utilizaban haces de menor intensidad o átomos aislados. Después, explotó.

Los resultados, publicados en la revista Nature, dan a los científicos información fundamental para mejorar la planificación e interpretar experimentos utilizando los más intensos y enérgicos pulsos de rayos X del acelerador, en un instrumento llamado LCLS. Los experimentos que requieren estas intensidades ultraelevadas incluyen intentos de imagen de objetos biológicos individuales, como virus y bacterias, a alta resolución. También se utilizan para estudiar el comportamiento de la materia en condiciones extremas, y para comprender mejor la dinámica de las moléculas complejas para aplicaciones tecnológicas avanzadas.

Mil veces más estrecho que un pelo
El experimento, dirigido por investigadores de la Universidad Estatal de Kansas, se produjo con pulsos de rayos X «unos cien veces más intensos de lo que obtendrías si concentraras toda la luz solar que llega a la superficie terrestre en la uña del pulgar», explica Sebastien Boutet, coautor del estudio.

Los investigadores utilizaron espejos especiales para enfocar el haz de rayos X en un punto de poco más de 100 nanómetros de diámetro, mil veces más pequeño que la anchura del cabello de un ser humano. Se miraron tres tipos de muestras: átomos de xenón individuales, que tienen 54 electrones cada uno, y dos tipos de moléculas que contienen cada una un solo átomo de yodo, que tiene 53 electrones.

Los átomos pesados de alrededor de este tamaño son importantes en las reacciones bioquímicas, y los investigadores a veces los añaden a las muestras biológicas para mejorar el contraste para aplicaciones de imagen y cristalografía. Pero hasta ahora, nadie había investigado cómo este haz ultra-intenso de rayos X afecta a las moléculas con átomos tan pesados.

El equipo sintonizó la energía de los impulsos para que despojaran los electrones más internos de los átomos de xenón o de yodo, creando «átomos huecos». Por estudios anteriores con rayos X menos energéticos, pensaron que cascadas de electrones de las partes exteriores del átomo caerían para llenar los vacíos, sólo para ser expulsados ellos mismos por posteriores rayos-X. Eso dejaría sólo algunos de los electrones más fuertemente unidos. Y, de hecho, eso es lo que ocurrió en los átomos de xenón y los átomos de yodo en las moléculas.

Sin embargo, en las moléculas, el proceso no se detuvo allí. El átomo de yodo, que tenía una fuerte carga positiva después de perder la mayor parte de sus electrones, continuó aspirando los electrones de átomos de carbono y de hidrógeno vecinos, y esos electrones también fueron expulsados, uno por uno.

En lugar de perder 47 electrones, como sería el caso de un átomo de yodo aislado, el yodo en la molécula de menor tamaño perdió 54, incluyendo los que robó de sus vecinos, un nivel de daños y alteraciones que no sólo es más alto de lo que normalmente se esperaría, sino de una naturaleza significativamente diferente.

«Creemos que el efecto fue aún más importante en la molécula más grande que en la más pequeña, pero no sabemos cómo cuantificarlo todavía», dice Artem Rudenko, de la Estatal de Kansas. «Estimamos que más de 60 electrones fueron expulsados, pero en realidad no sabemos dónde se detuvo porque no hemos podido detectar todos los fragmentos que volaban a medida que la molécula se vino abajo para ver el número de electrones que faltaban. Esta es una de las preguntas abiertas que necesitamos estudiar».

Segun Mike Dunne, director del LCLS, estos hallazgos «tienen beneficios importantes para los científicos que deseen aportar imágenes de mayor resolución de moléculas biológicas, por ejemplo, para informar sobre el desarrollo de mejores productos farmacéuticos».

FUENTE: ABC.ES

Comentarios

Entradas más populares de este blog

1978: Comandante de una nave extraterrestre se entrevista con cónsul ecuatoriano

A nivel internacional diversos investigadores se han enfrascado en la elaboración de posibles protocolos para recibir a los extraterrestres, por lo que se estudian varias posibilidades para la entrega de información y de tecnología. Sabemos por las diversas desclasificaciones de documentos OVNI que para los Gobiernos es un tema que en lo público lo ridiculizan, pero en lo privado les preocupa.

El caso que más llamó la atención en América del sur y que pone de manifiesto el interés de algunos alienígenas en mantener comunicación con los gobiernos sucedió el 4 de agosto de 1978 a las 18:30 horas en la embajada de Ecuador en Lima, Perú, cuando se presentó el comandante de una nave extraterrestre de nombre Banghu, quien pidió, sin éxito hablar con el representante ecuatoriano. Al día siguiente llegó un “requerimiento secreto” proveniente del Ministerio de Defensa de Ecuador a esa embajada para solicitar el número de tanques de guerra que desembarcarían en el puerto del Callao, el más imp…

El capitán de dudosa estirpe que creó el primer parte meteorológico de la Historia

Robert Fitzroy estuvo al mando del «Beagle», el barco en el que Darwin realizó su gran viaje exploratorio

Las consecuencias históricas, científicas y religiosas del viaje que a bordo del “HMS Beagle” realizó Charles Darwin (1809-1882) entre 1831 y 1836 están fuera de toda duda. Quizás no sea tan conocido, excepto por los amantes del montañismo, el nombre del capitán –Robert Fitzroy (1805-1865)- y su apasionante biografía.

Antes de entrar en detalles es preciso matizar que el prefijo inglés “Fitz” significa que el origen del linaje familiar fue un hijo ilegítimo de un rey o un de un noble. Parece ser que en el caso de Robert Fitzroy un antepasado suyo era hijo ilegítimo del rey Carlos II y de Bárbara de Viliers.

Fue precisamente su estirpe familiar la que propició que a la edad de 23 años se le encomendara el mando de un navío que realizó un viaje con fines científicos al extremo meridional del continente americano. En este viaje Fitzroy realizó una completa exploración hidrográfica d…

Un ovni en Cosquín, Argentina

Sandra Mina posaba para una foto en el Pan de Azúcar. Luego subió la imagen a una red social y sus amigos advirtieron un objeto en el cielo.

El 30 de enero 2013, Sandra Mina paseaba con su esposo por el Pan de Azúcar y decidió tomarse una fotografía con el paisaje serrano detrás suyo.

Más tarde, la imagen tomada alrededor de las 16.30 fue posteada en Facebook por Sandra y sus amigos le advirtieron que notaban algo extraño en el cielo.

Ahí fue que ampliaron la fotografía y se encontraron con la sorpresa de ¿un ovni?

FUENTE: http://www.lmcordoba.com.ar