Un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional de Los Alamos y la Universidad de Curtin en Australia desarrolló un modelo teórico para pronosticar las reacciones químicas fundamentales que involucran hidrógeno molecular H2, que después de muchas décadas y los intentos de los científicos habían quedado en gran medida impredecibles y sin resolver.
"Las reacciones químicas son la base de la vida, por lo que predecir lo que sucede durante estas reacciones es de gran importancia para la ciencia y tiene importantes implicaciones en la innovación, la industria y la medicina", dijo Mark Zammit, becario de postdoctorado en Física y Química deGrupo de materiales en el Laboratorio Nacional de Los Alamos: "Nuestro modelo es el primero en calcular con mucha precisión la probabilidad de reacciones fundamentales de hidrógeno molecular por electrones".
Zammit y el equipo realizaron una investigación sobre las reacciones químicas fundamentales de los átomos y las moléculas para comprender mejor la física y la química de los materiales. Este trabajo es parte del pilar científico de Nuclear and Particles Future de Los Alamos, que respalda al laboratorio en su seguridad nacionalmisión integrando experimentos nucleares, teoría y simulación para comprender e diseñar fenómenos nucleares complejos.
El hidrógeno molecular - dos átomos de hidrógeno unidos - es la molécula más abundante en el universo. Está presente en el espacio interestelar y en las atmósferas de los gigantes gaseosos. Se utiliza industrialmente en la producción de combustibles fósiles, productos de limpieza yplasmas. También tiene potencial terapéutico en órganos humanos.
En el espacio interestelar, los vientos solares una fuente de electrones chocan con nubes de gas de H2, que luego emiten luz. Esta luz transporta información vital sobre eventos pasados en el universo. Para descifrar esta información, los científicos observan la reacción química subyacenteeso ocurrió, lo cual es relativamente simple: un electrón que colisiona con H2.
A partir de los primeros principios de la mecánica cuántica y utilizando supercomputadoras, Zammit y el programa del equipo calculan la probabilidad de reacciones químicas, como la ionización eliminación de un electrón o la excitación electrónica de una molécula. Los nuevos resultados de su modelo para electrones colisionandocon H2 está de acuerdo con experimentos precisos y tendrá implicaciones directas en el modelado de plasmas de fusión, diseño de materiales aeroespaciales para entrada atmosférica, astrofísica y modelado atmosférico.
Estos resultados también se utilizarán para comprender preguntas básicas sobre la naturaleza, como los mecanismos de enfriamiento del universo primitivo y la formación de planetas y estrellas.
Con el marco del conjunto de métodos, Zammit y sus colegas ahora están dirigiendo su atención a otras moléculas de importancia astrofísica, médica e industrial, además de extender el método para modelar colisiones moleculares con positrones, protones y antiprotones.
Esta investigación fue publicada recientemente en la revista Cartas de revisión física y será el tema de varias presentaciones en conferencias internacionales y proyectos de investigación coordinados este año.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Los Alamos . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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