Una investigación de hace 70 años proporciona una solución a una pregunta del siglo XXI

La Fuente de Radiación de Sincrotrón. Crédito: STFC Daresbury Laboratory

Una investigación para comprender cómo los rayos-X interactúan con la materia podría llevar a la producción de imanes exóticos más potentes, tales como los que harán que los vehículos eléctricos sean más eficientes y rentables o como los requeridos para desarrollar una nueva generación de escáneres CT. Reviviendo un efecto descubierto por primera vez hace 70 años para comprender los procesos que causan que los rayos-X sean absorbidos por la materia, un equipo de científicos liderados por la Universidad de Warwick, trabajando junto con colegas del Laboratorio STFC Daresbury en Warrington y el Diamond Light Source en Oxfordshire, han descubierto sutiles detalles sobre los electrones que determinan propiedades tales como los enlaces químicos y la formación del magnetismo. El artículo completo se publicó el 10 de julio en la revista científica Nature.

Como es bien sabido, los rayos-X tienen la capacidad de pasar a través de objetos sólidos, pero en el proceso los rayos-X experimentan cierta pérdida o absorción. Debido a esto es por lo que los rayos-X médicos muestran características del interior del cuerpo de un paciente – los rayos-X experimentan una absorción mayor en los materiales más densos, tales como los huesos, y estas áreas se muestran como sombras en la imagen de rayos-X. La absorción de un rayo-X tiene lugar cuando los rayos-X interactúan y transfieren su energía a un electrón o átomo, por lo que medir la absorción de rayos-X nos puede decir mucho sobre el estados de esos electrones y átomos.

En 1941 un notable efecto fue observado por Gerhard Borrmann, conocido como el “efecto Borrmann”. Borrmann advirtió que los rayos-X que pasaban a través de un cristal de germanio podían experimentar una absorción muy reducida. Este equipo de científicos se dio cuenta de que en el efecto Borrmann sólo hay absorción dominante, la conocida como absorción de dipolo es reducida. Esto permite una débil contribución a la absorción conocida como absorción de cuadripolo, que puede medirse. En la mayoría de medidas, esta absorción menor es extremadamente difícil de distinguir de la absorción de dipolo más potente. Usando rayos-X en el Laboratorio STFC Daresbury, fueron capaces de utilizar este efecto para medir el esquivo componente de absorción de cuadripolo.

Determinar la absorción de cuadripolo es la respuesta a comprender muchas importantes propiedades de los materiales. Las medidas de esta absorción proporciona información sobre cómo los electrones se distribuyen en el área alrededor de los átomos, conocidos como orbitales, centrándose en los orbitales que son responsables del magnetismo y enlaces químicos. Comprender estos orbitales podría ser la clave para comprender y desarrollar nuevos imanes exóticos los cuales pueden funcionar en temperaturas y condiciones extremas, tales como las requeridas para hacer funcionar vehículos eléctricos, superconductores avanzados, o nuevas técnicas de imagen de rayos-X.

El Dr. David Laundy, científicos investigador en el Laboratorio STFC Daresbury, dijo: “Es sorprendente que el efecto Borrmann, descubierto hace casi 70 años, se mostrase como la solución a lograr una visión en la formación del magnetismo – un problema que está en la vanguardia de la ciencia del siglo XXI”.

El Prof. Steve Collins, Científico Principal de Línea de Rayos en Diamond, añade “Aquí en Diamond seremos capaces de continuar trabajando sobre los éxitos que el Laboratorio Daresbury ha logrado en esta área de investigación y avanzar en estos estudios en los próximos años”.


Autor: Wendy Taylor
Fecha Original: 10 de julio de 2008
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Comments (2)

  1. Imanes exóticos más potentes gracias a los rayos X…

    En 1941 Gerhard Borrmann advirtió que los rayos-X que pasaban a través de un cristal de germanio podían experimentar una absorción muy reducida. Las medidas de esta absorción informan sobre cómo los electrones se distribuyen en el área alrededor…

  2. Imanes exóticos…

    Una investigación para comprender cómo los rayos-X interactúan con la materia podría llevar a la producción de imanes exóticos más potentes.

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