Una serie de experimentos complicados que involucran a uno de los elementos menos entendidos de la Tabla Periódica ha cambiado algunos principios del mundo científico al revés.

Los investigadores de la Universidad Estatal de Florida encontraron que la teoría de la mecánica cuántica no explica adecuadamente cómo funcionan los elementos más pesados ​​y raros que se encuentran al final de la tabla. En lugar de, otra teoría científica muy conocida, la famosa Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, ayuda a gobernar el comportamiento de los últimos 21 elementos de la Tabla Periódica.

Esta nueva investigación se publica en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

La mecánica cuántica son esencialmente las reglas que gobiernan cómo se comportan los átomos y explican completamente el comportamiento químico de la mayoría de los elementos de la tabla. Pero, Thomas Albrecht-Schmitt, el profesor Gregory R. Choppin de química en FSU, encontró que estas reglas son anuladas de alguna manera por la Teoría de la Relatividad de Einstein cuando se trata de lo más pesado, elementos menos conocidos de la tabla periódica.

"Es casi como estar en un universo alternativo porque estás viendo una química que simplemente no ves en los elementos cotidianos, "Dijo Albrecht-Schmitt.

El estudio, que tardó más de tres años en completarse, involucrado el elemento berkelio, o Bk en la tabla periódica. A través de experimentos en los que participaron casi dos docenas de investigadores en todo el campus de la FSU y el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético con sede en la FSU, Albrecht-Schmitt hizo compuestos de berkelio que comenzaron a exhibir una química inusual.

No seguían las reglas normales de la mecánica cuántica.

Específicamente, los electrones no se estaban organizando alrededor de los átomos de berkelio de la forma en que se organizan alrededor de elementos más ligeros como el oxígeno, zinc o plata. Típicamente, los científicos esperarían ver electrones alineados de modo que todos miran en la misma dirección. Esto controla cómo el hierro actúa como un imán, por ejemplo.

Sin embargo, Estas simples reglas no se aplican cuando se trata de elementos del berkelio y más allá porque algunos de los electrones se alinean de manera opuesta a la forma en que los científicos han predicho durante mucho tiempo.

Albrecht-Schmitt y su equipo se dieron cuenta de que la Teoría de la Relatividad de Einstein realmente explicaba lo que veían en los compuestos de berkelio. Bajo la teoría de la relatividad, cuanto más rápido se mueva cualquier cosa con masa, cuanto más pesado se vuelve.

Debido a que el núcleo de estos átomos pesados ​​está muy cargado, los electrones comienzan a moverse a fracciones significativas de la velocidad de la luz. Esto hace que se vuelvan más pesados ​​de lo normal, y las reglas que normalmente se aplican al comportamiento de los electrones comienzan a fallar.

Albrecht-Schmitt dijo que fue "estimulante" cuando él y su equipo comenzaron a observar la química.

"Cuando veas este fenómeno interesante, empiezas a hacerte todas estas preguntas, como cómo puedes fortalecerlo o cerrarlo, "Dijo Albrecht-Schmitt." Hace unos años, nadie pensó que se pudiera fabricar un compuesto de berkelio ".

El berkelio se ha utilizado principalmente para ayudar a los científicos a sintetizar nuevos elementos como el elemento 117 Tennessine, que se agregó a la tabla el año pasado. Pero se ha hecho poco para comprender qué puede hacer el elemento, o varios de sus vecinos en las mesas, por sí solo y cómo funciona.

El Departamento de Energía le dio a Albrecht-Schmitt 13 miligramos de berkelio, aproximadamente 1, 000 veces más de lo que cualquier otra persona ha utilizado para importantes estudios de investigación. Para hacer estos experimentos, él y su equipo tuvieron que moverse excepcionalmente rápido. El elemento reduce a la mitad la cantidad en 320 días, momento en el que no es lo suficientemente estable los experimentos.