Esta es la imagen más precisa de un átomo.

Una imagen sin precedentes de un átomo se revela a través de un misterioso fenómeno cuántico. Incluso la distinción entre protones y neutrones es visible.

IMAGEN: LABORATORIO BROOKHAVEN. Vista final de partículas de átomos de oro que chocan en el detector STAR del Colisionador Relativista de Iones Pesados en el Laboratorio Nacional Brookhaven. Los rayos viajan en direcciones opuestas a casi la velocidad de la luz antes de chocar.

Los iones de oro se pueden acelerar a una velocidad de hasta el 99,995% de la velocidad de la luz utilizando el muy avanzado Acelerador Relativista de Iones Pesados (RHIC) en el Laboratorio Brookhaven en los Estados Unidos. Recientemente, por ejemplo, gracias a él se ha podido demostrar la conocida ecuación de Einstein, E=mc2.

Ahora, los científicos que trabajan en este laboratorio han demostrado cómo utilizar una forma de interferencia cuántica que nunca antes se había visto en un experimento para obtener información exacta sobre la configuración de protones y neutrones en el oro. El método es similar a la tomografía por emisión de positrones (PET) que realizan los profesionales médicos para observar el cerebro y otros órganos internos.

MÁS ALLÁ DE LO VISTO ANTES

La física sólo puede especular sobre lo que ocurre dentro de los átomos basándose en los restos de colisiones de alta velocidad que ocurren en colisionadores de partículas, como el LHC del CERN. Ninguna sonda microscópica ni máquina de rayos X puede ver el interior de un átomo.

Sin embargo, el entrelazamiento cuántico de partículas creado cuando los átomos de oro se frotan entre sí a altas velocidades hace que esta nueva herramienta sea capaz de proporcionar juicios más precisos sobre los protones y neutrones, que forman los núcleos atómicos.

FOTO: LABORATORIO BROOKHAVEN, ESTADOS UNIDOS.

Los investigadores han demostrado cómo utilizar un tipo de interferencia cuántica nunca antes vista en un experimento para obtener información exacta sobre la disposición de los protones y neutrones en el oro.

Nada se puede observar directamente a esta escala ya que la luz utilizada para realizar la observación interfiere consigo misma. Por otro lado, las ondas luminosas tienen la capacidad de agitar pares de protones y partículas constituyentes de neutrones, como los quarks y antiquarks, cuando poseen suficiente energía.

Un fotón de un núcleo puede interactuar con gluones del otro núcleo a través de un par virtual quark-antiquark cuando dos núcleos se cruzan dentro de unos pocos radios nucleares; Los gluones son mediadores de la interacción fuerte, la fuerza que mantiene unidos los núcleos. protones y quarks de neutrones).

Esto permite obtener imágenes tan detalladas que incluso se puede empezar a sentir la diferencia entre la ubicación de los protones y los neutrones dentro del núcleo atómico. Esto equivale a la primera observación experimental de entrelazamiento que involucra partículas separadas.