Frisbees moleculares podrían potenciar la proliferación nuclear

Una nueva técnica para controlar las trayectorias de moléculas giratorias podría tener importantes implicaciones internacionales.

Cualquiera que haya jugado con un frisbee tendrá una idea intuitiva de cómo el ángulo al que tiras el disco determina el amino que siguen.

A medida que los frisbees son más pequeños, sin embargo, la física se modifica. En una escala diminuta, el aire es más denso, como la miel, y la inercia juega un papel mucho más pequeño. Por lo tanto, es fácil pensar que hay un tamaño mínimo al que puedes construir un frisbee.

Ref: Technology Review

No es así, dice Johannes Floss  y sus compañeros del Instituto Weizmann de Israel. Es, de hecho, bastante simple controlar la trayectoria de una molécula que gira de forma similar a un frisbee.

En los últimos años, una gran cantidad de técnicas se han desarrollado para alinear de forma precisa las moléculas dentro de un gas giratorio, como una matriz tridimensional de tableros. Estas técnicas mueven las moléculas con un láser muy preciso que las hacer girar de la forma correcta.

¿Pero cómo convertir un tablero giratorio en un frisbee? Después de todo, el movimiento de los frisbees es esencialmente el resultado de la interacción entre el cuerpo giratorio y el aire, pero la aerodinámica no influye a nivel molecular.

La respuesta, según Floss y sus compañeros, pasa por disparar las moléculas a través de un campo eléctrico producido por otro láser. Dado que el campo tiene un gradiente de intensidad, jugará el mismo papel que el aire en el frisbee. Cuando esto ocurre, la inclinación de las moléculas giratorias deteminará la trayectoria que tomen.

Como Floss apunta: “Una técnica similar la utilizan los jugadores de Frisbee ajustando la inclinación del disco para dirigirlo al objetivo”.

La técnica del frisbee da un gran control sobre el camino que las moléculas toman. La trayectoria depende de factores como la fuerza del campo, la inclinaciónd e la rotación y la masa de la molécula.

Esto tiene importantes consecuencias en un gran número de nuevas técnicas, sobre todo en áreas en las que la ionización no puede utilizarse. Por ejemplo, la nanofabricación de moléculas en las que estructuras diminutas se construyen casi “ladrillo a ladrillo” deben utilizar moléculas neutras porque la acumulación de carga podría distorsionar la forma o incluso destruir la construcción por completo.

Pero quizá la aplicación más relevante, al menos a corto plazo, sea la de la separación isotópica. Dado que la trayectoria depende de la masa de la molécula, la técnica separaría de forma natural las moléculas con isótopos diferentes.

Los científicos nucleares seguro que quieren investigar el potencial de esta técnica para separar el uranio 235, más fisionable, del uranio 238. En los últimos años, los físicos han hecho grandes avances para separar estos isótopos utilizando lasers que ionizan de forma selectiva un isótopo dejando el otro neutro, lo que les permite separarlos con un campo magnético.

Las técnicas de separación convencional se basan en centrifugadoras gigantes que son difíciles y caras de construir y que, por tanto, forman una barrera tecnológica grande que previene que algunos países con aspiraciones nucleares puedan crear su propio uranio enriquecido.

Pero hay un miedo cada vez mayor a que el enriquecimeinto por láser haga este proceso mucho más fácil. Y ahora hay una nueva técnica que lo haría aun más fácil.

Es fácil predecir que los frisbees moleculares serán el centro del interés los próximos años. Pero cuánto oíremos de futuros desarrollos es difícil de precisar.

Ref: arxiv.org/abs/1010.0887: Molecular Frisbee: Motion of Spinning Molecules in Inhomogeneous Fields

Este artículo ha sido traducido de Technology Review y publicado bajo licencia CC by-sa

 

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One Response to Frisbees moleculares podrían potenciar la proliferación nuclear

  1. John says:

    Qué paso con este blog, me gustaba mucho 😦

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