La física se topa con un inesperado misterio sobre los elementos químicos más pesados

Una serie de complicados experimentos con uno de los elementos menos comprendidos de la Tabla Periódica ha revelado fenómenos que no encajan con algunos de los postulados de mayor recorrido en la física.

La mecánica cuántica es esencialmente el “reglamento” que gobierna el comportamiento de lo más diminuto y que atañe a la conducta de los átomos, ofreciendo así explicaciones para el comportamiento químico de la mayoría de los elementos de la tabla.

Pero, el equipo internacional de Thomas Albrecht-Schmitt, de la Universidad Estatal de Florida en Estados Unidos, ha comprobado que estas reglas quedan de algún modo invalidadas por la Teoría de la Relatividad de Einstein en lo que respecta a los elementos más pesados y menos conocidos de la Tabla Periódica, en concreto, los últimos 21 de ella.

“Es casi como encontrarse en un universo alternativo, porque vemos química que simplemente no apreciamos en los elementos cotidianos”, enfatiza Albrecht-Schmitt.

El estudio, que tardó más de tres años en completarse, se centró sobre todo en el berkelio.

A través de experimentos en los que intervinieron casi dos docenas de investigadores, Albrecht-Schmitt obtuvo compuestos a partir de este elemento químico que empezaron a exhibir una química inusual.

Específicamente, los electrones no se organizaban alrededor de los átomos de berkelio de la misma forma en que se organizan alrededor de elementos más ligeros como el oxígeno, el zinc o la plata.

Por lo general, los científicos esperarían ver que los electrones se alineen para que todos encaren en la misma dirección.

Esto controla cómo el hierro actúa como un imán, por ejemplo.
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Sin embargo, estas reglas simples no se aplican cuando se trata de elementos como el berkelio y más allá porque algunos de los electrones se alinean de forma opuesta a la forma en que los científicos han predicho durante mucho tiempo.

La explicación para este misterio parece encontrarse en el hecho de que, dado que el núcleo de estos átomos pesados está altamente cargado, los electrones deben moverse a velocidades bastante cercanas a la de la luz.

La Teoría de la Relatividad indica que cuanto más rápido se mueve cualquier cosa con masa, más pesada se vuelve esta.

Esa velocidad tan grande de los electrones alrededor de los núcleos de esos elementos químicos hace que se vuelvan más pesados de lo normal, y las reglas que normalmente se aplican al comportamiento de los electrones empiezan a venirse abajo.

El berkelio ha sido utilizado sobre todo para ayudar a los científicos a sintetizar nuevos elementos, como el teneso (117), que fue añadido el año pasado a la tabla.

Pero es muy poco lo que se sabe acerca de cómo se comporta este elemento y otros de sus vecinos en la tabla periódica.

El Departamento de Energía estadounidense proporcionó a Albrecht-Schmitt 13 miligramos del escasísimo berkelio, aproximadamente 1.000 veces más que el utilizado por cualquier otra persona en estudios de investigación importantes.

Él y sus colaboradores tuvieron que realizar excepcionalmente deprisa estos experimentos, ya que el berkelio reduce su cantidad a la mitad en 320 días, plazo a partir del cual ya no es lo bastante estable para este tipo de experimentos.

Fuente: Noticias de la Ciencia