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Acordes musicales para representar y analizar la respuesta a pulsos láser de una molécula de hidrogeno
 
 


Para el profesor de física Uwe Thumm, de la Universidad Estatal de Kansas, la confirmación de una teoría sobre el comportamiento de unas pequeñas moléculas se ha convertido literalmente en música para sus oídos. él y sus colegas del Instituto Max Planck para la Física Nuclear, en Heidelberg, Alemania, han demostrado cómo responde una molécula de hidrógeno a los pulsos de luz láser utilizando los cambiantes acordes musicales creados por el movimiento vibratorio de la molécula.

(NC&T) Gran parte de lo que saben los científicos sobre los átomos y las moléculas está basado en los experimentos de colisiones realizados en los aceleradores de partículas. Gracias a las mejoras en la tecnología láser, alrededor de 1999 los investigadores del Laboratorio Macdonald de la Universidad Estatal de Kansas comprendieron que podían transferir gran parte de su experto dominio técnico sobre las colisiones atómicas hacia el estudio detallado de lo que sucede cuando los átomos y moléculas son irradiados por una luz láser muy intensa.

Los nuevos sistemas láser de los laboratorios ofrecen algunas ventajas sobre los grandes aceleradores de partículas. Los pulsos de luz láser ofrecen un mayor control y pueden hacerse de tan corta duración que ahora los investigadores observan rutinariamente el movimiento en el tiempo de los núcleos dentro de las moléculas pequeñas. Además, la intensidad máxima de los pulsos láser es enorme e igualaría a toda la luz del Sol enfocada sobre una superficie del tamaño de un sello de correos o más pequeña.

Motivados por estas posibilidades, Thumm y sus colegas se preguntaron sobre lo que sucedería si la molécula más pequeña y simple, el hidrógeno, se expusiera a los ultracortos e intensos pulsos del láser.

En pocas palabras, el pulso del láser hace que las moléculas vibren más violentamente o bien que exploten. Esto no resultaba sorprendente para los investigadores porque en la molécula de hidrógeno dos protones están conectados con dos electrones que funcionan como un muelle. Cuando son impactados por el pulso del láser, los protones oscilan de un lado a otro.

Los investigadores empezaron a analizar entonces las vibraciones de las moléculas descomponiéndolas en sus diversas frecuencias. Siendo cada frecuencia como la nota de un acorde, estas frecuencias indicaron a los investigadores el comportamiento de los protones. Sin embargo, las frecuencias de las vibraciones de estas moléculas están muy por encima del rango audible.

Thumm y Bernold Feuerstein comparten el interés por la música y habían colaborado musicalmente con anterioridad. Al llegar el momento de ilustrar una parte importante del fenómeno, decidieron que la mejor manera de hacerlo era reducir las frecuencias a 1.000 Hertzios, la banda en que el oído humano escucha mejor. Su resultado es un acorde musical que cambia, acoplado con una película que ilustra las vibraciones de los protones.

Los investigadores esperan poder hacer lo mismo para moléculas más complejas como el agua o el metano. Así como un acorde en Do Mayor suena diferente de un acorde en Re Menor, otras moléculas también tendrían su sonido musical propio y único.


https://www.k-state.edu/media/


Martes, 11 Marzo, 2008 - 11:50
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