En una notable hazaña de exploración científica, investigadores han observado, por primera vez, el efecto túnel cuántico en átomos de flúor. Este descubrimiento innovador, anunciado este año, marca un avance significativo en nuestra comprensión de la mecánica cuántica y sus aplicaciones en química.
El efecto túnel cuántico, un fenómeno donde las partículas pueden atravesar barreras de energía que no deberían poder superar, se observa típicamente en partículas más pequeñas como los electrones. Sin embargo, científicos de la Universidad Libre de Berlín, en colaboración con colegas de Francia, han demostrado este efecto en átomos de flúor. Este avance abre nuevas vías para controlar las reacciones químicas y comprender mejor la química de los compuestos fluorados.
El viaje del equipo comenzó con experimentos de ablación láser, con el objetivo de estudiar metales de transición. Notaron una señal inesperada en sus espectros infrarrojos, lo que les llevó a hipotetizar la existencia de un exótico ion polifluoruro. A través de más experimentos y simulaciones, confirmaron que el átomo de flúor central en el ion polifluoruro estaba, de hecho, experimentando el efecto túnel cuántico. «Ahora pudimos simular todo el anión, F, en la cavidad matricial de átomos de neón. Y encontramos concordancia entre el experimento y la teoría», explicó Sebastian Riedel.
Este descubrimiento es particularmente significativo porque el flúor es el átomo más pesado que se haya observado exhibiendo el efecto túnel cuántico en un experimento químico. Como señaló Sebastian Kozuch de la Universidad Ben-Gurion, Israel, «Es el átomo más pesado que se ha visto haciendo túnel en una situación experimental de química». La matriz de neón que rodea la molécula juega un papel crucial, creando una presión que induce el proceso de túnel al disminuir la barrera de energía.
Las implicaciones de esta investigación se extienden más allá de la química fundamental. Los compuestos fluorados se utilizan ampliamente en medicamentos, baterías y otras aplicaciones modernas. Sin embargo, sus enlaces C-F altamente estables plantean un riesgo de contaminación. Una comprensión más profunda de la unión del flúor, como destacó Riedel, es esencial para abordar estos desafíos ambientales. «Tenemos que entender cómo se pueden activar los enlaces de flúor», enfatizó.