Nueva luz sobre reacciones químicas clave en el espacio interestelar

Una detallada comprensión de las reacciones químicas clave que tienen lugar en el espacio interestelar ha sido proporcionada por una investigación avanzada en dos laboratorios nacionales del Departamento de Energía de los Estados Unidos y dos universidades europeas.

El químico senior del Laboratorio Nacional de Argonney Stephen Klippenstein – junto con colegas del Laboratorio Nacional Sandia; el Instituto de Física, la Universidad de Rennes en Francia; y la Universidad de Cambridge en el Reino Unido – han desarrollado una comprensión detallada de la dinámica de las reacciones entre radicales neutros y moléculas neutras, conocidas como reacciones “neutro-neutro”, a temperaturas tan bajas como 20 Kelvin, aproximadamente la temperatura del espacio interestelar.

En su trabajo, Klippenstein y sus colaboradores determinaron por qué ciertas moléculas reaccionan rápidamente incluso a bajas temperaturas comparando cuidadosamente teoría y experimento para una muestra de clases de reacciones (O3P + alquenos) que cubrían el rango desde no reactivos a altamente reactivos. Los resultados observados en el experimento se ajustaron mucho a las predicciones teóricas, dijo Klippenstein.

“Era bastante notable”, dijo, “cómo de bien se ajustaban la teoría y el experimento a lo largo de todo el espectro desde los 20 Kelvin a la temperatura ambiente. Esto significa que podemos confiar en la teoría para predecir qué reacciones tendrán lugar con rapidez”.

Establecer un modelo para la química interestelar es especialmente importante dada la dificultad de realizar experimentos a gran escala, de acuerdo con Klippenstein.

“Mis colaboradores han desarrollado algunas técnicas experimentales extraordinarias para medir estas reacciones a bajas temperaturas”, dijo. “Pero tales experimentos aún necesitan muchos recursos de tiempo y también son difíciles de aplicar a muchas reacciones. Por esto los esquemas para predecir la reactividad para reacciones arbitrarias, ya sea a priori o a partir de una extrapolación de medidas a temperaturas mayores, son de gran utilidad para los modeladores de la química interestelar”.

Estudios experimentales anteriores con la técnica CRESU (Reacciones Cinéticas en Fluido Supersónico Uniforme) demostraron que un “número sorprendente” de reacciones neutro-neutro permanecían rápidas a bajas temperaturas. Como resultado, tales reacciones pueden desempeñar un papel importante en la química del espacio interestelar, en contraste con la creencia general de que la química interestelar está toda basada esencialmente iones.

El artículo, titulado “Understanding Reactivity at Very Low Temperatures: The Reactions of Oxygen Atoms with Alkenes (Comprender la reactividad a temperaturas muy bajas: Las reacciones de los átomos de oxígeno con alquenos)”, aparece en el ejemplar del 6 de julio de la revista Science.

Esta investigación fue financiada por la División de Ciencias Químicas, Geociencias y Biociencias dentro de la Oficina de Ciencias de Energía Básica del Departamento de Energía de los Estados Unidos.

Con empleados de más de 60 países, el Laboratorio Nacional Argonne reúne a los científicos e ingenieros más brillantes del mundo para encontrar excitantes y creativas soluciones nuevas a problemas nacionales urgentes en ciencia y tecnología. El primer laboratorio nacional del país, Argonne lleva a cabo investigación científica puntera aplicada y básica en, virtualmente, casi cualquier disciplina científica. Los investigadores de Argonne trabajan estrechamente con otros investigadores de cientos de compañías, universidades, y agencias federales, estatales y municipales para ayudar a resolver problemas específicos, mejorando el liderazgo científico de Estados Unidos y preparando a la nación para un futuro mejor. Argonne está dirigido por UChicago Argonne, LLC para la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de los Estados Unidos.


Autor: Sylvia Carson
Fecha Original: 10 de julio de 2007
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