{"id":223581,"date":"2016-09-06T14:14:22","date_gmt":"2016-09-06T17:14:22","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/?p=223581"},"modified":"2016-09-06T14:14:22","modified_gmt":"2016-09-06T17:14:22","slug":"en-busca-de-los-numeros-magicos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/en-busca-de-los-numeros-magicos\/","title":{"rendered":"En busca de los n\u00fameros m\u00e1gicos"},"content":{"rendered":"
\"Dmitri

Wikipedia<\/span>Dmitri Mendel\u00e9yev, en 1897: casi tres d\u00e9cadas despu\u00e9s de ordenar los elementos seg\u00fan sus caracter\u00edsticas fisicoqu\u00edmicasWikipedia<\/span><\/p><\/div>\n

El a\u00f1o 2016 empez\u00f3 con la noticia en los peri\u00f3dicos de una pr\u00f3xima adecuaci\u00f3n de las paredes de los laboratorios de qu\u00edmica de todo el mundo. Sucede que, de un momento a otro, los p\u00f3steres que exhiben la famosa tabla peri\u00f3dica \u2012la lista que ordena los elementos qu\u00edmicos conocidos, seg\u00fan sus caracter\u00edsticas y propiedades\u2012 quedaron desactualizados. En un comunicado a la prensa emitido el 30 de diciembre de 2015, la Uni\u00f3n Internacional de Qu\u00edmica Pura y Aplicada (Iupac, por sus siglas en ingl\u00e9s) y la Uni\u00f3n Internacional de F\u00edsica Pura y Aplicada (Iupap, tambi\u00e9n siglas en ingl\u00e9s) reconocieron oficialmente la existencia de cuatro elementos qu\u00edmicos descubiertos en los \u00faltimos a\u00f1os. Se trata de los elementos correspondientes a los n\u00fameros 113, 115, 117 y 118, a\u00fan sin una denominaci\u00f3n oficial, que se suman a los 114 identificados con anterioridad.<\/p>\n

A estos nuevos elementos qu\u00edmicos se los denomina superpesados, pues poseen en su n\u00facleo una cantidad elevada de protones (part\u00edculas con carga el\u00e9ctrica positiva), muy superior a la de los elementos qu\u00edmicos que se encuentran en la naturaleza. Ese conjunto de protones, al cual se denomina n\u00famero at\u00f3mico, es lo que distingue a un elemento qu\u00edmico de otro y define muchas de sus caracter\u00edsticas. Por ejemplo, el carbono, que constituye la mayor parte de la masa de los seres vivos, alberga en su n\u00facleo tan s\u00f3lo seis protones. Puro, y a temperatura ambiente, forma cristales que pueden ser negros y blandos, como en el caso del grafito, o bien transparentes y duros, como el diamante, dependiendo de c\u00f3mo se ordenan los \u00e1tomos geom\u00e9tricamente. En tanto, el elemento qu\u00edmico m\u00e1s pesado de la naturaleza, el uranio, es un metal s\u00f3lido bastante denso y radiactivo. Este elemento posee 92 protones y, aun as\u00ed, es bastante m\u00e1s liviano que los cuatro que ahora se a\u00f1adieron a la tabla peri\u00f3dica.<\/p>\n

La observaci\u00f3n de estos nuevos elementos es dificil\u00edsima, y no existir\u00edan en forma libre en la naturaleza, o al menos, no por mucho tiempo. Al poseer n\u00facleos superpesados, resultan tan inestables y fugaces que se desintegran en fracciones de segundo. Su existencia s\u00f3lo pudo confirmarse mediante una serie de experimentos que se llevaron a cabo durante la \u00faltima d\u00e9cada.<\/p>\n

Uno de los pocos laboratorios capaces de fabricar dichos elementos se encuentra en el Instituto Riken, en Jap\u00f3n. All\u00ed fue que en 2004, se identific\u00f3 el elemento 113. Otros laboratorios con capacidad similar se encuentran en el Instituto Conjunto para la Investigaci\u00f3n Nuclear, en Dubna, Rusia, y en otros centros en Estados Unidos. Un trabajo conjunto entre un equipo de Dubna y cient\u00edficos estadounidenses, la mayor\u00eda de ellos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, produjo en 2004 el elemento 115, el 118 en 2006 y el 117 en 2010.<\/p>\n

Con los cuatro\u00a0 nuevos elementos qu\u00edmicos, que se suman a los elementos 114 y 116, cuya existencia se reconoci\u00f3 en 2011, se completaron finalmente todos los espacios vac\u00edos en la s\u00e9ptima l\u00ednea de la tabla peri\u00f3dica. \u201cReci\u00e9n en los \u00faltimos 50 a\u00f1os se agregaron 17 nuevos elementos qu\u00edmicos a la tabla, del 102 al 118\u201d, dice el f\u00edsico Edilson Crema, del Instituto de F\u00edsica de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP).<\/p>\n

\"Elementos<\/a><\/p>\n

\u201cCuando el qu\u00edmico franc\u00e9s Antoine Lavoisier public\u00f3 en 1789 el Tratado elemental de qu\u00edmica<\/em>, al cual se lo considera un hito de la qu\u00edmica moderna, la obra enumeraba solamente 33 elementos\u201d, dice el qu\u00edmico e historiador de la ciencia Carlos Alberto Filgueiras, de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG). En ese entonces, la identificaci\u00f3n de nuevos elementos qu\u00edmicos depend\u00eda del desarrollo de productos y m\u00e9todos de extracci\u00f3n para poder estudiar los minerales. \u201cEl an\u00e1lisis de las propiedades de los nuevos minerales revelaba a menudo la presencia de un elemento qu\u00edmico hasta entonces desconocido\u201d, explica.<\/p>\n

La tabla peri\u00f3dica aparecer\u00eda reci\u00e9n al final de los a\u00f1os 1860. Para ese entonces, los qu\u00edmicos ya hab\u00edan notado que los elementos, ordenados en forma creciente seg\u00fan su masa at\u00f3mica (la suma de sus protones y neutrones), integraban series con propiedades f\u00edsicas y qu\u00edmicas similares, que se repet\u00edan peri\u00f3dicamente a lo largo de la fila. A partir de esas observaciones, el qu\u00edmico ruso Dmitri Mendel\u00e9yev orden\u00f3 los 65 elementos que se hab\u00edan identificado hasta ese momento en lo que \u00e9l denomin\u00f3 como tabla peri\u00f3dica de los elementos qu\u00edmicos. Y tambi\u00e9n anticip\u00f3 la existencia de otros, tales como el galio y el germanio, que s\u00f3lo fueron descubiertos a\u00f1os despu\u00e9s.<\/p>\n

Una vez completas casi todas las lagunas de la tabla peri\u00f3dica entre el hidr\u00f3geno, que dispone de un prot\u00f3n, y el uranio, con 92, se comenzaron a utilizar, en la d\u00e9cada de 1940, los aceleradores de part\u00edculas para intentar producir elementos qu\u00edmicos m\u00e1s pesados que el uranio. Los primeros elementos qu\u00edmicos sint\u00e9ticos estaban formados por el agregado de un neutr\u00f3n, el cual, al adherirse al n\u00facleo, se convierte en un prot\u00f3n, liberando un electr\u00f3n y un neutrino. Esta estrategia funcion\u00f3 hasta llegar al fermio, que posee 100 protones. A partir de ah\u00ed, los elementos pesados comenzaron a crearse mediante la colisi\u00f3n y fusi\u00f3n de dos n\u00facleos m\u00e1s livianos.<\/p>\n

La producci\u00f3n de esos elementos requiere de un ajuste preciso entre las masas de los dos n\u00facleos y la energ\u00eda con la que se los lanza unos contra otros. Sucede que la colisi\u00f3n debe producirse con la suficiente energ\u00eda como para vencer la fuerza de repulsi\u00f3n entre los n\u00facleos, que poseen carga el\u00e9ctrica positiva. Pero la energ\u00eda no puede ser tan elevada como para impedir la formaci\u00f3n de un n\u00facleo mayor y estable, aunque sea por unos instantes. El objetivo de los f\u00edsicos no se circunscribe tan s\u00f3lo a la obtenci\u00f3n de elementos qu\u00edmicos nuevos. Tambi\u00e9n es una forma de probar las teor\u00edas al respecto de c\u00f3mo interact\u00faan los protones y los neutrones, y c\u00f3mo se comporta la materia a un nivel a\u00fan m\u00e1s elemental. Estas teor\u00edas explican c\u00f3mo surgieron los elementos m\u00e1s livianos \u2012hidr\u00f3geno, helio y litio\u2012 durante la explosi\u00f3n que habr\u00eda dado origen al Universo \u2012el Big Bang\u2012, y a continuaci\u00f3n, se form\u00f3 el resto de los elementos por fusi\u00f3n nuclear en el interior de las estrellas y durante las explosiones que las consumen.<\/p>\n

El n\u00facleo de los \u00e1tomos es una regi\u00f3n en permanente tensi\u00f3n. Los protones se repelen mutuamente, puesto que todos tienen una misma carga el\u00e9ctrica positiva. S\u00f3lo se mantienen cohesionados por la acci\u00f3n de una fuerza contraria de atracci\u00f3n: la fuerza nuclear fuerte. Este equilibrio entre las fuerzas es bastante delicado. Seg\u00fan Crema, los n\u00facleos, adem\u00e1s de los protones, contienen cierta cantidad de neutrones, que son part\u00edculas el\u00e9ctricamente neutras. \u201cLos neutrones son una especie de estabilizadores nucleares\u201d, dice. \u201cLos n\u00facleos con muchos protones requieren una cantidad a\u00fan mayor de neutrones en relaci\u00f3n con el n\u00famero de los primeros, lo cual torna m\u00e1s compleja la formaci\u00f3n de n\u00facleos superpesados\u201d.<\/p>\n

Una teor\u00eda a la cual se le da el nombre de modelo de capas nuclear, propone que, en el n\u00facleo de los \u00e1tomos, los protones y neutrones se encuentran ordenados en capas conc\u00e9ntricas, y cada una de ellas admite una cantidad m\u00e1xima de part\u00edculas: es el llamado n\u00famero m\u00e1gico. De acuerdo con este modelo, cuanto m\u00e1s completa se encuentra la capa externa de un n\u00facleo, m\u00e1s estable es el mismo. Esta idea, en principio, explicar\u00eda por qu\u00e9 algunos n\u00facleos pesados se desintegran f\u00e1cilmente mientras que otros existen durante un tiempo mayor. Los f\u00edsicos esperan poder fabricar elementos que contengan n\u00fameros m\u00e1gicos de part\u00edculas. Los mismos tendr\u00edan la posibilidad de mantenerse estables durante varios a\u00f1os y permitir\u00edan iniciar una octava, e incluso una novena l\u00ednea en la tabla peri\u00f3dica. \u201cPero eso\u201d, dice Crema, \u201ces por ahora solamente una conjetura y un anhelo\u201d.<\/p>\n

\"Oliver<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Cuatro elementos qu\u00edmicos pasan a integrar la tabla peri\u00f3dica","protected":false},"author":14,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[304,310,328],"coauthors":[103],"class_list":["post-223581","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-fisica-es","tag-historia-es","tag-quimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/223581","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/14"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=223581"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/223581\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=223581"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=223581"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=223581"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=223581"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}