Un equipo internacional de físicos ha logrado mapear la condensación de átomos individuales, o más bien su transición de un estado gaseoso a otro estado, usando un nuevo método. Dirigido por el Instituto Suizo de Nanociencia y el Departamento de Física de la Universidad de Basilea, el equipo pudo monitorear por primera vez cómo se condensan los átomos de xenón en vasos de medición microscópicos, o pozos cuánticos, lo que permite extraer conclusiones clave en cuanto a la naturaleza de los enlaces atómicos. Los investigadores publicaron sus resultados en la revista Comunicaciones de la naturaleza .

El equipo encabezado por el profesor Thomas Jung, que está formado por investigadores del Swiss Nanocience Institute, Departamento de Física de la Universidad de Basilea y el Instituto Paul Scherrer, desarrolló un método que permite mapear la condensación de átomos individuales paso a paso por primera vez. Los investigadores permitieron que los átomos del xenón de gas noble se condensaran en pozos cuánticos y monitorearon las acumulaciones resultantes utilizando un microscopio de efecto túnel.

Pozos cuánticos como vasos de precipitados

La organización autónoma de moléculas específicamente 'programadas' facilita la creación de una red porosa en la superficie de un sustrato:estos son los pozos cuánticos utilizados como vasos de medición con un tamaño específicamente definido. forma y estructura atómica de pared y piso. La libertad de movimiento de los átomos está restringida en los pozos cuánticos, permitiendo que la disposición de los átomos sea monitoreada y mapeada de cerca dependiendo de la composición.

Con estos datos, los investigadores pudieron demostrar que los átomos de xenón siempre se organizan de acuerdo con un cierto principio. Por ejemplo, algunas unidades que constan de cuatro átomos solo se forman cuando hay al menos siete átomos en el pozo cuántico. Y si hay doce átomos en el pozo cuántico, esto da como resultado la creación de tres unidades de cuatro átomos altamente estables.

Conclusiones sobre la naturaleza del vínculo

Las imágenes y estructuras de nanocondensados ​​registradas por primera vez permiten extraer conclusiones clave sobre la naturaleza de los enlaces físicos formados por los átomos de xenón. "Pero este sistema no se limita exclusivamente a los gases nobles, "dice Sylwia Nowakowska, autor principal de la publicación. "También podemos usarlo para investigar otros átomos y la forma en que se unen". Como el método recientemente desarrollado mapea con precisión los enlaces atómicos y determina la estabilidad de los diversos estados, también se puede utilizar para verificar cálculos teóricos sobre enlaces.

Los resultados del estudio se basan en una colaboración entre investigadores de Suiza, Brasil, Suecia, Alemania y Holanda, y fueron publicados en el número actual de la revista científica Comunicaciones de la naturaleza .