‘Átomos gigantes’ se tragan a otros átomos para hacer un nuevo estado de materia

por calpee

Como se ha demostrado a nivel científico, siempre hay un espacio vacío relativamente grande en un átomo. En este momento, científicos de Austria y Estados Unidos han llenado algunos de estos vacíos, creando un nuevo estado físico en forma de «átomos gigantes» llenos de otros átomos.

Por lo general, hay un espacio entre el núcleo de un átomo y los electrones que lo orbitan. La distancia de esta órbita es dependiente del género de átomo y tiene unos cientos de nanómetros de ancho, donde el átomo de Rydberg recibe el sobrenombre de «átomo enorme». Es mil ocasiones más grande que el radio de un átomo de hidrógeno, lo que provoca que los investigadores se pregunten si estos átomos colosales tienen la posibilidad de «completar» otros átomos pequeños.

Para evaluar esta iniciativa, los estudiosos de TU Wien, Rice University y Harvard comenzaron con un condensado de Bose-Einstein. El extraño estado de esta materia se forma en el momento en que los átomos se enfrían sutilmente, lo que hace que se desaceleren y empiecen a juntarse, exhibiendo un movimiento excepcional. Los recientes concentrados de Bose-Einstein han ayudado a los científicos a crear nuevos estados de materiales exóticos, como super-sólido, excitonio y líquido con masa negativa.

En ese caso, el punto de partida es una nube de átomos de estroncio. Tras enfriarlos en condensado de Bose-Einstein, el equipo usó láseres para encender entre los átomos, llevando un electrón del átomo a un estado enormemente excitado. El electrón excitado comenzó a orbitar el núcleo a una distancia mayor de lo normal, creando el átomo de Rydberg.

La órbita de este electrón se regresa tan grande que otros átomos de estroncio pueden caber fácilmente dentro suyo. El equipo señaló que hasta 170 átomos hay en un átomo de Rydberg, este número puede depender del radio del átomo de Rydberg y la densidad de Bose-Einstein.

Los átomos interaccionan entre sí, pero muy débiles. El electroimán del átomo de Rydberg es muy pequeño, disperso por átomos neutros en su sendero, mas como el electrón es muy lento, no cambia a otro estado.

El equipo logró una simulación por PC de esta interacción y halló que esta interacción enclenque reducía la energía total del sistema, formando una conexión entre átomos gigantes y partículas más pequeñas en él. .

«Los átomos no tienen carga eléctrica, por lo que solo crean una fuerza mínima para el electrón». dijo Shuhei Yoshida, coautor del estudio. «Esta es una situación muy inusual. Por lo general, encontraremos núcleos cargados, electrones unidos a . Aquí, conectamos átomos neutros».

Joachim Burgdörfer, coautor del estudio, ha dicho: «Para , este nuevo estado es una capacidad interesante para investigar la física de los átomos ultrafríos. De esta manera, se puede explorar. Propiedades de Bose-Einstein en escalas muy pequeñas con altísima precisión».

Este estudio fue publicado en Physical Review Letters.

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