Noticias física 2º trimestre

Efectos relativistas cuando dos objetos se tocan

Un equipo liderado por los investigadores María José Caturla y Carlos Untiedt del Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Alicante (UA) (España) ha desentrañado los mecanismos por los que dos objetos se 'sienten' uno al otro antes de 'tocarse', y cómo es el contacto entre los primeros átomos de ambos materiales.

En concreto, los científicos han descubierto que las leyes de la relatividad de Albert Einstein son las que determinan las distancias a las que las fuerzas entre los objetos empiezan a actuar.

Estas fuerzas son muy importantes para entender distintos procesos que se producen a nuestro alrededor cómo las reacciones químicas o la fricción por lo que, añade el investigador, “estos efectos serían fundamentales para entender de forma cuantitativa la formación de las uniones moleculares entre átomos”.Como apuntan los autores, “la teoría de la relatividad especial de Einstein es útil para planear viajes por el espacio, sino que juega también un papel importante en tareas cotidianas y permite, por ejemplo, que el sistema GPS pueda calcular con precisión una posición”.

“Más aún, suscribe Untiedt, la relatividad de Einstein es relevante en fenómenos a escala cósmica o global, y también es crucial a la hora de entender ciertas propiedades de la materia a escala microscópica: conforme avanzamos en la tabla periódica hacia materiales más pesados, los electrones se mueven alrededor del núcleo cada vez más rápido, alcanzando velocidades a las que los efectos relativistas no pueden ser despreciados”.

Este es el caso del oro, que tiene una estructura electrónica similar a la plata y el cobre, pero una masa atómica considerablemente mayor. “Los efectos relativistas son, por tanto, mayores en el oro y determinan muchas de sus propiedades ya que al cambiar las propiedades electrónicas de este metal, la relatividad afecta, entre otras cosas, al modo en que se enlazan sus átomos”, afirma el investigador.

“En nuestro trabajo –añade–, mostramos cómo la relatividad afecta al modo en que dos electrodos de oro entran en contacto. Para ello, medimos la distancia a la que el último átomo de un electrodo metálico es atraído por un segundo electrodo que se aproxima a él”.

Gracias a los experimentos desarrollados, los investigadores han encontrado que en el caso del oro, los electrodos interaccionan a distancias mucho más lejanas de lo que ocurre para la plata o el cobre.

“Con ayuda de simulaciones teóricas, se demuestra como la atracción entre átomos de oro a largas distancias proviene principalmente de contribuciones relativistas", apunta Untiedt, que añade: "En definitiva, se muestra la influencia de los efectos relativistas en las propiedades mecánicas de los metales a escala microscópica”. (Fuente: Universidad de Alicante). 

Entrada de Roberto Martínez Marín