Un electrón in fraganti

2007/07/08 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia

• Fisika
• Kimika

Nun gran de azucre hai millóns e millóns de átomos.
(Foto: JPPI/Morguefile)

Por suposto, os electróns son tan pequenos que non se poden ver a primeira ollada. Tomemos un gran de azucre. É moi pequeno, si deixámonos sobre a mesa e afastámonos uns metros, nin podemos velo. Supoñamos que ampliamos este gran de azucre ata que teña o tamaño da Terra. Entón si que veriamos moi grande. As moléculas que forman o gran terían o tamaño dunha casa. E os átomos das moléculas terían o tamaño das habitacións. Os átomos teñen un núcleo (onde se concentran protones e neutróns). O tamaño deste núcleo sería igual ao dun exemplar de po situado no centro da sala. Forman o núcleo entre todos os protones e neutróns, xa que son moi pequenos. Pois os electróns son moito máis pequenos. A masa dun electrón é 1.800 veces menor que a dun protón.

Pois os átomos, lonxe de ser do tamaño dunha habitación dunha casa, son dez millóns dun milímetro. Tendo en conta isto e a comparación anterior, imaxina o pequeno que é un electrón!

Dicir e facer

Parece imposible gravar un só electrón, pero o conseguiron.

Non parece imposible gravar un só electrón libre? Pois ben, os investigadores que o conseguiron dixeron que foi una tarefa bastante sinxela cando se expuxeron como facelo. O maior reto a superar era facer que os electróns fosen visibles a primeira ollada.

Conseguírono con varios pasos. O principio básico foi a forza de repulsión dos electróns. Os electróns repelen os átomos que os rodean, xa que todos eles teñen electróns na capa superficial e repélense as dúas partículas coa mesma carga. Ao repeler forman un pequeno oco ao seu ao redor, una burbulla ou. Colocando un electrón libre nun líquido normal, este provocaría una gran presión sobre o oco formado polo electrón e destruiría a burbulla.

Os científicos desexaban o contrario, é dicir, non perder o oco xerado polo electrón para que fose máis evidente. Paira iso, liberaron un electrón do seu átomo orixinal e colocárono nun líquido especial: helios líquidos. O helio, en condicións normais, é un gas e paira levalo a estado líquido é necesario arrefrialo moito (até uns -269ºC). A tan baixa temperatura, o helio exerce una presión moi baixa. Nestas condicións, a burbulla formada polo electrón nas súas proximidades non se eliminou e fíxose máis evidente. Con todo, aínda era demasiado pequeno paira velo a primeira ollada.

Mediante un experimento especialmente deseñado conseguiron fotografar ao electrón.
(Foto: H. Maris e W.Guo)

Paira aumentar máis a burbulla usaron o son. A medida que as ondas sonoras movéronse no helio, na burbulla producíronse as ondas de presión. É dicir, cando una onda golpeaba o electrón, a presión ao redor do electrón aumentaba e a burbulla diminuía, pero cando se afastaba do electrón a presión diminuía moito e a burbulla do electrón facíase moito maior, e entón si era visible.

Nos momentos nos que se facía visible a burbulla iluminouse a montaxe cunha luz especial e gravouse todo cunha videocámara doméstica. Non é pouco, non? Os propios científicos tamén se sorprenderon ao ver que fixeron.

Publicado en 7K.