Investigación Desentrañan por qué dos objetos "se sienten" uno al otro "antes de tocarse"

Investigadores de la Universidad de Alicante han descubierto los mecanismos por los que dos objetos "se sienten" uno al otro antes de "tocarse", demostrando que las leyes de la relatividad de Einstein son las que determinan las distancias a las que las fuerzas entre los objetos empiezan a actuar.

El equipo liderado por los investigadores del Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Alicante, María José Caturla y Carlos Untiedt, ha desentrañado los mencionados mecanismos y cómo es el contacto entre los primeros átomos de ambos materiales.

Este hallazgo, que demuestra la importancia que tienen los efectos relativistas en la interacción a largo alcance entre objetos, ha sido publicado en dos artículos de la revista de la Sociedad Americana de Física, la Physical Review Letters, han informado este viernes fuentes de la Universidad de Alicante.

A este respecto, 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.

"Es sorprendente ver la influencia que tiene la relatividad especial de Einstein en algo tan cercano cómo es el proceso por el que dos objetos se tocan", ha explicado Untiedt, director del Departamento de Física Aplicada del centro universitario.

"Hemos demostrado que, debido a este efecto, los elementos más pesados, como el oro, ejercen fuerzas sobre otros a más larga distancia de lo que esperaríamos si no fuese por la relatividad especial", ha señalado.

Estas fuerzas son muy importantes para entender distintos procesos que se producen a nuestro alrededor, como las reacciones químicas o la fricción, por lo que, según el investigador, "estos efectos serían fundamentales para entender de forma cuantitativa la formación de las uniones moleculares entre átomos".

La teoría de la relatividad especial de Einstein no es solo útil para planear viajes por el espacio, sino que también desempeña un papel importante en tareas cotidianas "y permite, por ejemplo, que el sistema GPS pueda calcular con precisión una posición".

Más aún, "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", ha resaltado Untiedt.

"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", ha indicado.

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".

"En nuestro trabajo 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", ha revelado.

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 cómo la atracción entre átomos de oro a largas distancias proviene principalmente de contribuciones relativistas", ha dicho Untiedt.

En definitiva, apunta la Universidad de Alicante, "se muestra la influencia de los efectos relativistas en las propiedades mecánicas de los metales a escala microscópica".