Un físico de la Universidad de Purdue ha observado una molécula de mariposa Rydberg, una pareja débil de dos átomos altamente excitables que predijo que existiría hace más de una década.
Las moléculas de Rydberg se forman cuando un electrón es pateado lejos del núcleo de un átomo. Chris Greene, profesor distinguido de Purdue Albert Overhauser de física y astronomía, junto con sus coautores H. Sadeghpour y E. Hamilton, teorizaron en 2002 que talmolécula podría atraer y unirse a otro átomo.
"Para todos los átomos normales, los electrones siempre están a uno o dos angstroms del núcleo, pero en estos átomos de Rydberg puedes alejarlos 100 o 1,000 veces más", dijo Greene. "Después de un trabajo preliminar a fines de la década de 1980y a principios de la década de 1990, vimos en 2002 la posibilidad de que este distante electrón de Rydberg pudiera unir el átomo a otro átomo a una distancia muy grande. Este electrón es como un perro pastor. Cada vez que pasa por encima de otro átomo, este átomo de Rydberg agrega una pequeña atraccióny lo empuja hacia un punto hasta que captura y une los dos átomos ".
Una colaboración entre Greene y su asociado postdoctoral Jesús Pérez-Ríos en Purdue e investigadores de la Universidad de Kaiserslautern en Alemania ahora ha demostrado la existencia de la molécula mariposa Rydberg, llamada así por la forma de su nube de electrones. Sus hallazgos fueron publicadosen el diario Comunicaciones de la naturaleza .
"Este nuevo mecanismo de unión, en el que un electrón puede atrapar y atrapar un átomo, es realmente nuevo desde el punto de vista de la química. Es una forma completamente nueva de que un átomo puede unirse a otro átomo", dijo Greene.
Los investigadores enfriaron el gas Rubidio a una temperatura de 100 nano-Kelvin, aproximadamente una décima millonésima de grado por encima del cero absoluto. Usando un láser, pudieron empujar un electrón desde su núcleo, creando un átomo de Rydberg, y luegoMíralo.
"Siempre que otro átomo esté aproximadamente a la distancia correcta, puede ajustar la frecuencia del láser para capturar ese grupo de átomos que están en una separación internuclear muy clara que predice nuestro tratamiento teórico", dijo Greene.
Pudieron detectar la energía de unión entre los dos átomos en función de los cambios en la frecuencia de la luz que absorbió la molécula de Rydberg.
Greene dijo que es satisfactorio saber que las predicciones hechas hace tanto tiempo han sido probadas.
"Es una demostración muy clara de que esta clase de moléculas existe", dijo Greene. "También valida todo el enfoque teórico que nosotros y algunos otros grupos hemos tomado que condujeron a la predicción y el estudio de esta nueva clase de moléculas".
"Estas moléculas tienen enormes momentos dipolares eléctricos que les permiten ser manipulados por campos eléctricos débiles 100 veces más pequeños que los necesarios para mover moléculas diatómicas comunes; esto podría aplicarse algún día al desarrollo de máquinas o aparatos electrónicos a escala molecular"
Greene continuará estudiando los átomos de Rydberg, incluidas las pruebas para ver si múltiples átomos podrían estar unidos a una molécula de Rydberg.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Original escrito por Brian Wallheimer. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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