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Por primera vez en la historia, científicos observan los electrones de un átomo moviéndose en tiempo real

[c&p] Un equipo internacional de científicos compuesto por científicos del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica (MPQ) en Garching, Alemania, del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y de la Universidad de California han empleado flashes ultracortos de luz láser para observar directamente, por primera vez en la historia, el movimiento de los electrones externos de un átomo de criptón (Kr).
etiquetas: observar, electrones, átomo, tiempo, real
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46comentarios mnm karma: 687
  1. #3   Si mal no recuerdo... ¿esto no sería imposible por el principio de incertidumbre de Heisenberg?
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     *   pozibrothers pozibrothers
  2. #4   In krypton’s single ionization state, quantum oscillations in the valence shell cycled in a little over six femtoseconds. Attosecond pulses probed the details (black dots), filling the gap in the outer orbital with an electron from an inner orbital, and sensing the changing degrees of coherence between the two quantum states thus formed (below).
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    (head explodes)
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  3. #5   #3 Lo mismo decían del gato de Schroedinger, pero después de 75 años ha tenido que palmar fijo :-P
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  4. #6   #3 puede que los hayan alumbrado con una linterna para no tener que desviarlos de su trayectoria
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  5. #7   #3 Yo creo que no. Este principio dice que no se puede calcular a la vez la posición y la velocidad de un electrón, pues la propias herramientas de medición alteran los resultados. Supongo que, a pesar de eso, se podrán observar en movimiento, aunque quizás no estén en la posición en la que se ven. Algo parecido, aunque sin relación en la causa, a lo que pasa cuando miramos al cielo y vemos las estrellas.

    Aunque es simplemente una suposición.
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  6. #8   #7 Según mis limitados conocimientos físicos... cualquier medición que se realice sobre una partícula ya la altería. Si grabas un vídeo de algo moviéndose deberías conocer su posición y velocidad con exactitud y esto mismo es lo que impide el principio de incertidumbre. Al menos en segundo de bachillerato las nubes electrónicas que rodeaban al átomo eran zonas de probabilidad donde se podía encontrar un eletrón y por eso mismo no podían ser "vistas".

    Ya te digo que hablo con conocimientos básicos, seguramente este equivocado xD
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  7. #9   #3 Go to #7
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  8. #10   #8 Como digo en #7, posiblemente los electrones no estarían donde se vieran, pero se podrían ver según creo yo.
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  9. #11   #8 "Si grabas un vídeo de algo moviéndose deberías conocer su posición y velocidad con exactitud y esto mismo es lo que impide el principio de incertidumbre"

    Si grabas un vídeo sobre algo moviéndose, no tienes porque saber ni su posicion ni su velocidad en un determinado instante t.
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  10. #12   #11 Si es un vídeo deberías tener muchos instantes t con lo que puedes trazar una trayectoria, ¿no? :-P

    Me voy a la Wikipedia. ¡¡Maldigo mi sed de conocimiento!! xD

    #13 Vale, andaba yo confundido entonces. Gracias :-)
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     *   pozibrothers pozibrothers
  11. #13   #3 No tiene nada que ver. El principio de incertidumbre lo que dice es que no se puede medir simultaneamente y con precisión dos variables físicas tales como la posición y la velocidad.

    Esto aplicado al caso particular del electrón quiere decir que para poder observar la posición de un electrón necesitamos que un fotón golpee el electrón, razón por la cual variará tanto la posición como la velocidad del electrón, pero no impedirá que lo podamos observar. Las medidas podrán mejorar, pero nunca se podrá alcanzar la completa precisión, ya que no será posible medir sin alterar la magnitud medida.
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  12. #14   #10 Yo creo que al medirlos se deberían mover. Cuanto más preciso, más se moverán, ya que tendrás que utilizar más energía. Al moverlos no verás su trayectoria real sino la provocada.
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  14. #16   Esto ya lo hizo hace tiempo el doctor Manhatam
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  15. #17   #15 Eso es lo que se suele llamar vender humo. Mientras no haya resultado, no valdrá más que todos los intentos de refutar algún principio / teoría.
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  16. #18   Enlace al vídeo por favor. :-P
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  17. #19   #3, eso mismo he pensado yo al leer el titular, pero por otro lado, ¿quién dice que el principio de Heisenberg es cierto? Bueno, cierto supongo que es, pero lo mismo el producto de los errores de posición y velocidad sea más pequeño que lo que se suponía (o hacerlo tan pequeño como quieras). Supongo que pronto se explicará las consecuencias de este experimento, de si contradice o no o que. Pero vamos, yo al menos me he quedado pillado.
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  18. #20   Para #18.

    www.youtube.com/watch?v=yCDBZFuus9M&feature=related

    Es lo más parecido que he encontrado.
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  19. #21   #3 Como ya se vio en el experimento de la doble ranura, cuando se mira el electrón lo que se ve es una partícula. En el momento en el que se deja de mirar es cuando el electrón se comporta como una onda y entonces si que es imposible precisar la posición que ocupa.
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  20. #22   Anda, y ahora mismo yo también estoy viendo electrones de átomos moviendose a tiempo real, la cosa es que no lo logro apreciar...
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  21. #23   #7 #8 y #13

    El problema no es de nuestros "burdos" aparatos de medida que alteran al electrón.

    El problema es que el propio electrón no tiene ni una posición ni velocidad concretas.
    Einstein murió afirmando que aunque no pudiéramos saber a la vez la posición y velocidad del electrón , éste si que la tenía. Pero Einstein estaba equivocado.

    Pensando en el experimento de la doble rendija (que nadie sabe explicar que es lo que realmente pasa aunque se pueda calcular perfectamente) Richard Feynman llegó a afirmar que el electrón está a la vez es muchos sitios,como si tuviera el don de la ubicuidad, así que mucho menos pensar en que tenga una posición y velocidad definidos .

    Un vídeo sencillo explicando el experimento de la doble rendija:
    www.youtube.com/watch?v=vfkdzNN2VLo
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     *   martinezfacha martinezfacha
  22. #24   lo de "...moviendose en tiempo real" no me parece del todo cierto, porque o los cientficos tienen una super vista o los electrones se mueven muy lentamente.
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  23. #25   #7, #8, #13, efectivamente, como dice #23 no es culpa de nuestros instrumentos de medida. La indeterminación de Heisenberg es inherente al propio electrón, y surge de manera natural en la propia teoría. No fue algo experimental, un desarrollo no muy complicao de cálculo de incertidumbres saca la famosa desigualdad ( upload.wikimedia.org/math/2/3/a/23ae8d9749fab9cf97f5bfcaab7e9d09.png ) .

    Lo de la doble rendija ya es una puta fiesta. Si mides el electrón, éste es una partícula y está en un sólo punto. Si no lo mides el electrón está en varios sitios a la vez y se comporta como una onda.

    Me encanta el vídeo de #23, el infame experimento de la doble rendija xD
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     *   Tom__Bombadil Tom__Bombadil
  24. #26   apenas leí el titulo pensé que se tiraba por la borda la mitad de la mecánica cuántica,pero leyendo los comentarios.... investigaré
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  25. #27   A mi simplemente me da la impresión de que a lo que ellos se refieren no tiene nada que ver con lo que nosotros entendemos. Es como si ellos hablaran de peso (masa*gravedad) y nosotros entendiéramos peso (= masa), por poner un ejemplo. Por lo menos tras leer lo que dice el artículo no parece decir mucho de lo que estamos hablando aquí. Si supusiera un descubrimiento de ese tipo, seguramente lo destacarían a bombo y platillo.
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     *   Arth Arth
  26. #28   ¿Tira esto por tierra lo de los electrones en varios sitios a la vez?
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  27. #29   #3 y #13: El problema es más fundamental, como dicen #23 y #25. (Relacionado: ciencia-explicada.blogspot.com/2009/09/la-no-primera-fotografia-del-at)

    Aún así, he leído la noticia y no parece ninguna metedura de pata periodística, quitando que en un títular sería demasiado largo decir con exactitud lo que en realidad se mide (obviamente, "observar electrones moviéndose", y encima "en tiempo real" es una burrada inmensa).
    Lo que han hecho los científicos parece 100% consistente y state-of-the-art. Coño, lo han aceptado en Nature, dará igual lo que comentemos aquí, ¿no? ¡Me alegro por ellos! :-)
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     *   CortoCircuito CortoCircuito
  28. #30   #4 (head explodes) Krypton also exploded xD .
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  29. #31   Si alguien no versado en física pero con interés quiere llegar a "entender" el principio de incertidumbre, el experimento de la doble rendija, el del gato de Schrodinger y todos estos conceptos de mecánica cuántica que se lea esta serie de "El Tamiz" (eltamiz.com/category/cuantica-sin-formulas/ ). Es algo densa en algunas partes pero merece la pena el esfuerzo y está al alcance de casi cualquiera con algo de interés. Muy recomendable.
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  30. #32   No se esta viendo al electrón moverse, estamos viendo la fluctuación de la onda en todas sus posibilidades en un intervalo dado. Es decir, esa cosita que se mueve no es el electrón, son todas las posibilidades latentes en donde podría estar.
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  31. #33   tenia que ser Kr...
    que opinara Superman de todo esto..

    [Modo Simplón 2:23 AM / OFF]
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  32. #34   ¿Y en qué orbital estaban?

    Si leer este nivel de física es complicado en castellano, en inglés ni te cuento...

    Falta el [ENG] en la entradilla y/o título.
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     *   rojoyverde rojoyverde
  33. #35   #32 No estoy de acuerdo. Vemos la función de onda colapsada, con lo que vemos el electrón. Medimos->colapsa.
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  34. #36   #23 #25 Hace poco leí sobre este experimento en el Tamiz. Me parece aún más desconcertante y definitivo que el de la doble rendija. Impresionante.

    eltamiz.com/2010/07/21/cuantica-sin-formulas-el-detector-de-bombas-de-
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  35. #37   En referencia a #13 y otros comentarios, aprovecho para recordar que el principio de incertidumbre no se debe a la perturbación que produce un fotón, alterando de esa forma la medida.

    El propio electrón, sin nadie que lo perturbe, no tiene una posición y velocidad precisamente determinados. La intentes medir, o no.
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  36. #38   Los electrones no existen.
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  37. #39   #3 Fíjate que dice "observar" no "determinar la posición y velocidad"

    Recordemos los postulados de Bohr

    - Un electrón puede moverse en una órbita sin emitir energía --> entonces no lo vemos
    - Un electrón solo puede moverse en órbitas cuyo momento angular sea un múltiplo entero de h/2pi --> órbitas concretas -> velocidades concretas -> cantidades de enertía concretas
    - Cuando un electrón salta de una órbita a otra, emite o absorbe energía cuya frecuencia viene dada por la ecuación de Plank E = h/frecuencia --> etonces emite y podemos "verlo"

    Esto nos dice, que si le damos un meneo a un electrón, saltará a un orbital de menor energía y la que le sobre, la emitirá en forma de fotón (cuanto de energía, de ahí proviene "cuantica"). ¡Eureka! ¡Acabamos de inventar la bombilla, el tubo fluorescente, el led y las luciérnagas!

    Lo que se ha hecho en este experimento, a groso modo, es en primer lugar tomar unos pocos átomos de un gas noble (el kripton) y mediante dos láseres, ir suministrándole energía a intervalos cortísimos para desprender electrónes. El primero de los láseres es un láser infrarojo, que hace que entre 1 y 3 electrones se desprendan de la última capa de electrones (4p), ionizando el átomo. El segundo láser es ultravioleta, mucho más energético y llega a desprender electrones incluso de capas inferiores (3d). El resultado de esto, es que tenemos unos átomos fuertemente ionizados y con los electrones "descolocados". Cuando se deja de transmitir energía, los electrones tienden a volver a su órbita original, emitiendo la energía que les sobra (la que le hemos suministrado) de acuerdo con el tercer postulado de Bohr, que es lo que detectan los sensores. Apenas los electrones han vuelto a "su sitio", llega otro pulso láser y vuelta a empezar. El ínfimo intervalo de tiempo entre los ciclos (milbillonésimas de segundo) que da lugar a los dos estados (el "normal" y el "descolocado") hace que se pueda observar el flujo de electrones (sus emisiones) entre un estado y otro y las interferencias que se producen entre las distintas emisiones de energía de cada electrón.

    El experimento viene a ser eso, un tubo fluorescente "tuneao" mirado con una lupa muy gorda.
    Más o menos.
    Digo yo xD
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  38. #40   Podremos ver lo que nuestro sistema nervioso y percepciones nos permitan observar mediante instrumentos creados acorde a nuestro sistema nervioso. Es decir que el Yoga para la mente de oriente es la ciencia para occidente.
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  39. #41   mutcho interessante
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  40. #42   #20 En una noticia donde comentan mayormente usuarios que ven el mundo con gafas bifocales, tu toque de humor nunca viene mal, tienes mi positifo.
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     *   elsnons elsnons
  41. #43   #39 Es que si algo tan grande se demostrara en el experimento, no me cabe duda de que lo dirían explícitamente. Realmente en el artículo no se habla de nada de lo que suponemos en estos comentarios, en cambio tu explicación si se asemeja más a lo que dice el artículo.
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  42. #44   #40 Si no farcias del carodias, no remuerdas las leporcias.
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  43. #45   Para #3 y similares.
    Aunque no tenga nada que ver on la noticia, pero por información adicional:

    www.gizmodo.es/2010/08/03/el-principio-de-incertidumbre-de-heisenberg-
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  44. #46   #4 "In krypton’s single ionization state, quantum oscillations in the valence shell cycled in a little over six femtoseconds. Attosecond pulses probed the details (black dots), filling the gap in the outer orbital with an electron from an inner orbital, and sensing the changing degrees of coherence between the two quantum states thus formed (below)."

    Traducción libre: "En el estado de ionización simple del Kripton, las oscilaciones cuánticas en la capa de valencia completaron un ciclo en algo más de 6 femtosegundos (10^-15 segundos). Los pulsos de attosegundos demostraron los detalles (puntos negros), rellenando el hueco en el orbital exterior con un electrón de un orbital interior, y experimentando la variación de grados de coherencia entre los dos estados cuánticos formados (debajo)."

    Vamos, según entiendo yo (con mis limitados conocimientos de física cuántica), están estudiando el proceso de ionización de un átomo de Kripton (pérdida de un electrón de la capa de valencia, es decir, la más externa), mediante el empleo de “pulsos” que duran attosegundos (la milésima parte de un femtosegundo), para “monitorizar” ese cambio que sufre el átomo entre “dos estados cuánticos diferentes” (es decir, ionizado/sin ionizar).

    Ha sido mediante el estudio de ese proceso donde se ha conseguido “observar directamente” el movimiento del electrón por primera vez en la historia.

    P.D.: Si he metido la gamba en algo, ruego a algún químico/físico con conocimientos de cuántica me lo indique.
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     *   Ingwe Ingwe
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