¿El nivel más alto de ionización de una molécula logrado mediante luz?

Unos científicos han utilizado un pulso ultrabrillante de luz de rayos X para convertir brevemente un átomo de una molécula en una especie de agujero negro electromagnético. A diferencia de un agujero negro auténtico, el átomo receptor de los rayos X no atrae la materia de su entorno a través de la fuerza de la gravedad, sino electrones a través de su carga eléctrica, haciendo que la molécula explote en el plazo de una pequeñísima fracción de segundo.

El experimento se ha realizado en el marco de una investigación a cargo del equipo de Robin Santra, del CFEL, una entidad dependiente de tres instituciones germanas: el Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY, por sus siglas en alemán), la Universidad de Hamburgo y la Sociedad Max Planck.

Los investigadores usaron el láser de electrones libres LCLS en el Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC, en los Estados Unidos, para bañar moléculas de yoduro de metilo con luz intensa de rayos X. Los pulsos alcanzaron intensidades de 100.000 billones de kilovatios por centímetro cuadrado. Los rayos X de alta energía arrancaron 54 de los 62 electrones de la molécula, dejándola así con una carga positiva de 54 veces la carga elemental. Hasta donde saben los autores del estudio, se trata del mayor nivel de ionización alcanzado usando luz.

El destello extremadamente intenso de rayos X arranca tantos electrones del átomo de yodo (derecha) que este tira de los electrones del grupo metilo (izquierda), como si fuera la versión electromagnética de un agujero negro, antes de acabar escupiéndolos. (Imagen: DESY/Science Communication Lab)

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