Cómo entender la materia con luz

En el marco del 23 aniversario del Museo de la Luz, se llevó a cabo la conferencia ¿Cómo fotografiar moléculas en plena acción?, impartida por el doctor Jorge Peón Peralta, director del Instituto de Química (IQ) de la UNAM.

Indicó que los químicos “tenemos que decir mucho acerca de la luz”, y señaló que cuando hay un proceso de cambio sucede una reacción química, ésta acontece en todos lados. “En el ojo hay moléculas que por el efecto de la luz se están transformando y están produciendo señales neuronales hacia nuestro cerebro que luego se interpretan”.

Peón Peralta refirió que los químicos tienen la certeza del comportamiento de los átomos en la molécula, a ese grado se conoce la materia. Las moléculas son objetos que miden la millonésima parte de un milímetro y hay que pensarlas como objetos complejos, pequeñas máquinas que desempeñan funciones muy importantes. En ese sentido, es imposible observar una molécula con luz visible.

A través de la interacción de la materia con la luz podemos observar que existen modos vibracionales (movimiento natural de la molécula), que es la absorción de luz, de colores particulares, cuando la oscilación de la luz coincide con el movimiento de las moléculas.

El investigador universitario explicó que las moléculas se mueven todo el tiempo, por tanto, se requiere de la solución de asuntos dinámicos. “Son flashazos de luz que se encienden y se apagan de manera tan rápida, que solamente puede iluminar a la película fotográfica durante el momento en que la luz está encendida”.

Un flashazo arranca el fenómeno y un segundo flashazo va a detectar el movimiento de las moléculas. La velocidad a la que suceden estas reacciones químicas es de mil metros por segundo. Son distancias pequeñas y velocidades enormes en tiempos muy pequeños. “Los femtosegundos son las unidades para medir el tiempo de ese tipo de fenómenos. Es la milésima parte de la millonésima parte, de la millonésima parte de un segundo”, agregó.

El experimento juega con la distancia y lo complicado es sintetizar los flashazos de luz en femtosegundos, “Al combinar los colores (haz de color blanco), pero hacerlo con una relación de fases, el efecto va a hacer que sólo haya luz neta durante una pequeñísima cantidad de tiempo”.

Peón Peralta afirmó que sólo con láseres se realizan este tipo de experimentos. El truco, expresó, es encender las moléculas de “a poquito”. Cuando se hayan observado varias de las moléculas, puede reconstruirse la estructura subcelular y observarse la molécula, su ubicación, una a la vez.

“No puedo ver las moléculas, pero puedo ver las manchitas de luz que producen”, concluyó el director del IQ.