Cúmulos Atómicos y Moleculares physics.atm-clus

La ciencia es una enorme cocina donde los científicos-cocineros buscan nuevas recetas. Antes los ingredientes se seleccionaban manualmente, ahora la inteligencia artificial ayuda como un experimentado chef.

La sal en un vaso de agua es una multitud de partículas cargadas. Mientras hay mucha agua, cada partícula flota por su cuenta, rodeada de un denso abrigo de moléculas de agua. Pero si sigues echando sal, el agua empieza a no alcanzar para todos, y las partículas comienzan a buscarse. Primero se enganchan en pares, luego en racimos más grandes.

En los océanos bajo el hielo de Europa, Ganímedes y Calisto podría esconderse la vida. Sus ladrillos de carbono, quizás se hornearon antes del nacimiento de las lunas, en el disco de gas y polvo alrededor del joven Júpiter. Este horno cósmico gigante funcionaba con un lento calentamiento por fricción, no con la dura luz ultravioleta.

Un ánodo de grafito convencional en una batería de sodio se parece a un garaje estrecho donde apenas cabe un camión grande. El sodio es más grande que el litio y no encaja bien entre las capas de grafito, por lo que las baterías pierden capacidad rápidamente.

Una partícula de oro de unos pocos nanómetros se parece a un diminuto diamante tallado, pero con cinco caras en lugar de las habituales. En su interior se esconde un defecto, como una grieta en el vidrio que puede sanar o romper toda la pieza. Los científicos decidieron averiguar qué hace que este defecto se mueva y desaparezca.

Una pequeña peonza cargada está encerrada en un congelador del tamaño de un guisante. La temperatura es de cuatro grados por encima del cero absoluto, y el temblor térmico casi se ha detenido. Esa peonza es el ion molecular OH⁺, al que se le arrancó un electrón, dejándolo con carga positiva.

La materia oscura es la gran invisible del cosmos. No emite, no absorbe, no refleja luz, pero su agarre gravitacional se siente en cada movimiento de las galaxias. Hace setenta años, Vera Rubin demostró que los bordes de las galaxias giran demasiado rápido, como si un pastor invisible las impulsara.

Un rayo de luz entra en un vidrio esmerilado y se apaga: algo común. Pero los físicos saben desde hace tiempo cómo hacer que la luz lo atraviese sin perder ni un fotón. Ese truco se llama transparencia inducida electromagnéticamente: dos ondas de luz se cancelan mutuamente en el punto adecuado y la absorción desaparece.

En las oscuras nubes interestelares donde nacen nuevas estrellas, la química comienza con una partícula diminuta: el ion trihidrógeno (H₃⁺). Choca con otros átomos y desencadena una cascada de reacciones que construyen moléculas cada vez más complejas. Durante mucho tiempo se pensó que la reacción principal que lo produce —la colisión de H₂⁺ con H₂— solo ocurría en la fase gaseosa.

Afinar la cuerda hasta la nota deseada: el pulso láser se ajusta para que las armónicas suenen al unísono en frecuencias de kiloelectronvoltios. La luz que vemos oscila a una frecuencia de cientos de billones de veces por segundo.

Un electrón entra en la molécula de 2-propanol como un saboteador que conoce su objetivo exacto. No destruye todo a su paso, sino que encuentra el punto débil, el enlace entre el carbono y el grupo hidroxilo, y lo rompe, dejando tras de sí un ion hidroxilo con carga negativa.