Cómo luce realmente un átomo

Átomo

Durante un largo tiempo, los átomos han sido gráficamente representados con una figura que rápidamente se nos viene a la cabeza, aquella esfera rodeada de pequeños elementos orbitantes.

Con el pasar de los años, se actualizó el modelo en base a fundamentos científicos, complejizando su representación gráfica con nueva información recabada a través de investigaciones. En un vídeo recientemente publicado, se recreó la estructura de algunos átomos al pie de la teoría.

Modelos 3D que representan fidedignamente a ciertos átomos

Henry Reich, creador del canal de YouTube Minute Physics, compartió a través de un vídeo la apariencia real de los átomos a través del modelo de Interpretación de Bohm, para visualizar las trayectorias y funciones de onda de los orbitales de hidrógeno, renderizadas en 3D usando un código python personalizado en Blender.

Al comienzo del vídeo, Reich plantea que la estructura orbital de los átomos ha sido una fuente de gran frustración, pues los diagramas más básicos a pesar de ser amigables, son considerados vagos e imprecisos.

Aunque existen otros diseños, presentados a modo de contexto en el vídeo, con forma de nubes, globos o roscas, se acercan un poco más a la teoría, pero no aportan la información suficiente para analizar su estructura o funcionamiento.

El divulgador científico plantea la necesidad de un modelo gráfico más acabado de los átomos, para que no se pierdan detalles importantes como la ubicación de los electrones, la velocidad de su órbita, su capacidad de energía e incluso, una escala de medidas que represente su tamaño.

Y aunque reconoce que la tarea no es fácil, afirma que “hay una forma de pensar sobre la dualidad onda-partícula en la que imaginas la función de onda como un montón de agua y la partícula como una mota de polvo en esa agua; la partícula se guía principalmente por el lugar al que va el agua (y el agua se guía por las ecuaciones que determinan cómo se comporta el agua en función de sus circunstancias)”. Si se extrapola el planteamiento matemático de esa idea a los orbitales atómicos y luego se renderiza en 3D, se puede obtener una representación visual como la de la imagen adjunta a esta nota. El vídeo aporta más ejemplos.

En estos diseños es posible revisar en detalle la estructura de un átomo, con la posibilidad de identificar patrones en los orbitales. La precisión no es tan fina como para afirmar que la representación es absolutamente certera, pues los puntos que aparecen no representan cada uno un electrón separado, sino que toda la masa representa la función de onda de un solo electrón. Los puntos individuales señalan todos los lugares donde podría estar un electrón, lo que implica que una mayor densidad de puntos representa una mayor probabilidad de que el electrón esté allí. 

Entre las precisiones compartidas por Reich para comprender los gráficos compartidos, señala también que resulta más probable que los electrones con más energía se ubiquen lejos del núcleo, condición que justifica que los orbitales de mayor energía sean más grandes.

La ciencia avanza constantemente. Desde la época de Demócrito (450 a.C.), se planteó la idea del átomo como una unidad indivisible de la materia. Luego se conocieron las partículas subatómicas, las cuales igual pueden descomponerse en otras unidades menores. Ahora, la imagen que tenemos de estas partículas se comienza a plantear de otra forma, buscando aproximarse cada vez más a una representación precisa.

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La noticia Cómo luce realmente un átomo fue publicada originalmente en Wwwhatsnew.com por Nicolás Verdejo.