Han hecho reaccionar dos moléculas a solo una millonésima de grado por encima del cero absoluto. Gracias a eso, han podido observar qué ocurre exactamente en una reacción química
A veces, para entrar en el misterioso mundo de los fotones, las partículas y las moléculas, hay que bajar mucho la temperatura. Puede ser la única forma de que ocurran ciertos fenómenos, como la aparición de grupos de átomos que se sincronizan en una onda y que comparten sus propiedades cuánticas (a estos grupos se les llama condensados de Bose-Einstein). También puede ser la forma de crear superfluidos (fluidos sin rozamiento) o superconductores (conductores sin resistencia eléctrica).
Otras veces, bajar la temperatura es sencillamente la forma de poder observar algunos fenómenos. Por ese motivo, esta semana se ha publicado un estudio en la revista Science en el que los investigadores han conseguido crear la reacción química más fría en todo el universo conocido. Los científicos, dirigidos por Kang-Kuen, investigadora en la Universidad de Harvard (EEUU), han forzado a dos moléculas ultrafrías a reaccionar y a formar los enlaces más fríos de la historia. De momento.
«Probablemente, seremos el único laboratorio capaz de hacer algo así en el próximo par de años», ha dicho Ming-Guang Hu, primer autor del estudio.
Este hito se comenzó a gestar hace cinco años, cuando los investigadores idearon una forma de crear estos enlaces ultrafríos. Ahora han demostrado que es posible y han creado el dispositivo necesario para ello. En concreto, han logrado enfriar unas moléculas hasta 500 nanokelvin, una millonésima de grado por encima del cero absoluto, la temperatura más baja posible.
Las reacciones químicas suelen durar una millonésima o billonésima de segundo. Las técnicas actuales, como los láseres ultrarrápidos y las cámaras de acción rápida, pueden ver procesos muy rápidos pero no pueden captar las fases medias de las reacciones químicas, en las que las moléculas se transforman justo antes de convertirse en nuevas moléculas.
En esta ocasión, sin embargo, el drástico descenso de temperatura permitió ralentizar tanto las moléculas que los investigadores pudieron observar el momento en que dos de ellas se encontraron y formaron otras dos. Este es el punto crítico de una reacción química, y uno de los más difíciles de observar.
El arte de paralizar una molécula
Esto es relevante porque las reacciones químicas son la base de los procesos de los seres vivos, de las transformaciones de la naturaleza, de la síntesis industrial o de la producción de fármacos. Por ello, conocerlas hasta el nivel más fundamental puede revelar multitud de información que podría ser útil para infinidad de procesos, como la obtención más eficiente de energía, la producción de nuevos materiales o el diseño de ordenadores cuánticos.
En esta ocasión, los investigadores hicieron reaccionar dos moléculas de rubidio potásico, caracterizadas por su flexibilidad, a una temperatura tan baja que, cuando entraron en contacto, se quedaron paralizadas durante microsegundos (la millonésima de un segundo). Este breve instante fue suficiente para que Ni y su equipo pudieran investigar la fase molecular en la que unos enlaces se rompen y otros se forman o, dicho de otro modo, el momento en el que dos moléculas se convierten en otra.
De esta forma, han obtenido nuevos datos con los que tratar de predecir qué ocurre durante las reacciones químicas, incluso aquellas que tienen lugar en el misterioso universo cuántico. Ahora, seguirán explorando ese mundo ultrafrío para tratar de manipular más reacciones.
