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AGUA CUANTICA

 

Se ha descubierto recientemente un estado de la materia que tiene lugar cuando el agua queda atrapada dentro de hendiduras extremadamente pequeñas como dentro de minerales o en algunas paredes celulares. Cuando el agua queda atrapada en huecos de un tamaño inferior a los 5 angstroms (un angstrom es la diez mil millonésima parte de un metro - en un centímetro caben 100 millones de angstroms) sus moléculas comienzan a comportarse de manera extraña y nunca antes vista.

A bajas temperaturas, el agua experimenta un efecto túnel, es decir un movimiento de tipo cuántico a través de las paredes potenciales que no debería existir en la física clásica. Los átomos de oxígeno e hidrógeno de la molécula de agua se deslocalizan y comienzan a estar presentes de forma simultánea en todas sus seis posiciones simétricas al mismo tiempo. Es uno de esos fenómenos que solo ocurren en mecánica cuántica y no tienen equivalente en nuestra experiencia cotidiana.

Para comprobar este comportamiento a nivel molecular, los científicos han estudiado agua atrapada en los pequeños conductos hexagonales del berilio, un mineral que, en su forma preciosa da lugar a las gemas denominadas esmeraldas. El descubrimiento es tan poco común que aún no saben con seguridad cuáles serán sus implicaciones. De momento, permitirá estudiar con mucho más detalle el comportamiento del agua en estructuras muy pequeñas como algunas paredes celulares.

En los estados cuánticos del agua, los átomos de hidrógeno pueden tener hasta 6 tipos de orientación diferente formando un hexágono con el átomo de oxígeno en el centro. En consecuencia, la masa de la molécula de agua se centra sobre el oxígeno, perdiendo esta su momento dipolar eléctrico.

Este estado del agua no debe confundirse con el agua cuántica de espín.

 

 

REFERENCIAS

  • Alexander I. Kolesnikov, George F. Reiter, Narayani Choudhury, Timothy R. Prisk, Eugene Mamontov, Andrey Podlesnyak, George Ehlers, Andrew G. Seel, David J. Wesolowski, and Lawrence M. Anovitz. Quantum Tunneling of Water in Beryl: A New State of the Water Molecule.Phys. Rev. Lett. 116, 167802

  • Oleg Nikonov, Olesya Kravchenko , Valentina Arkhipova , Elena Stolboushkina , Stanislav Nikonov , Maria Garber . Water clusters in the nucleotide-binding pocket of the protein aIF2 ? from the archaeon Sulfolobus solfataricus : Proton transmission- Biochimie , Volume 121 , February 2016, Pages 197–203

 
   
 

Monografía revisada el 27 de marzo de 2017. Equipo de redacción de IQB

 
   

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