Científicos Finalmente 'Ven' un Protón Moviéndose a Través del Agua
Durante mucho tiempo, los científicos han entendido que el agua conduce carga positiva a través de los protones. Sin embargo, observar realmente este proceso ha permanecido difícil – hasta recientemente. Investigadores de Yale finalmente han desarrollado una forma de rastrear y "ver" el viaje de un protón a través del agua, como se informó en un artículo reciente de Science. Es un logro importante, porque, a pesar de saber que este fenómeno existe, confirmarlo directamente ha sido un desafío.
El equipo utilizó un espectrómetro de masas enorme, construido a medida con 9 metros de longitud, que llevó años perfeccionar. Este dispositivo les permitió medir la rapidez con que los protones viajan a través de un aglomerado de seis moléculas de agua. Según Mark Johnson, el autor principal del estudio, esencialmente han creado un sistema donde los protones no tienen dónde esconderse, lo que permite una observación detallada.
Es increíble cuántas cosas en la ciencia sabemos que son verdad, pero no hemos observado directamente. Por ejemplo, los protones en el agua son cruciales en todo, desde la vista hasta el almacenamiento de energía e incluso el combustible de cohetes. Pero como los protones son increíblemente pequeños y se comportan de acuerdo con la mecánica cuántica, rastrearlos es increíblemente difícil. Como Johnson dice, no se quedan quietos el tiempo suficiente para una observación fácil. Saltan de molécula a molécula, conduciendo carga a través de una especie de relé a escala atómica.
Cómo lo Hicieron
Para realmente ver esto suceder, el equipo utilizó ácido 4-aminobenzoico, una molécula orgánica con dos puntos posibles para un protón extra. Estos puntos absorben diferentes colores de luz, haciéndolos distinguibles. Los investigadores adjuntaron estas moléculas a las seis moléculas de agua, creando una configuración donde los protones solo pueden moverse entre los dos puntos "enganchando un viaje" en un "taxi" de red de agua, según Payten Harville, un estudiante de posdoctorado en Yale.
Cuando los protones entran en este "taxi", el espectrómetro de masas especializado analiza cada reacción destructivamente diez veces por segundo utilizando láseres cuidadosamente cronometrados. Es como tomar fotos del viaje del protón, aunque todavía no han capturado las etapas intermedias.
Aunque el experimento no muestra cada etapa del viaje del protón, establece parámetros claros para que los teóricos creen simulaciones químicas precisas. Si esta tecnología puede expandirse, podría mejorar significativamente la precisión de los experimentos en química fundamental. Considerando que la ciencia ha tardado dos siglos en llegar aquí, un poco más de tiempo para refinar este método parece una inversión que vale la pena. ¡Imaginen las posibilidades! Esto podría revolucionar la forma en que entendemos las reacciones químicas y la transferencia de energía.
Fuente: Gizmodo