Nivel atomico y molecular

Nivel atomico y molecular

¿qué es el nivel atómico?

¿Cómo se combinan sólo 118 bloques de construcción -todos los elementos conocidos de la tabla periódica- para crear todas las sustancias de la Tierra? ¿Cómo es posible que estos átomos den lugar a materiales con una variedad aparentemente infinita de formas y propiedades: blandos y duros, dúctiles y frágiles, magnéticos y no magnéticos, aislantes y superconductores, vivos y no vivos? ¿Por qué los mismos átomos conectados de distintas maneras dan lugar a materiales notablemente diferentes? Averiguarlo es la clave para crear los materiales y las tecnologías necesarias para prosperar en una época de limitaciones de recursos naturales, medioambientales y fiscales. Esta búsqueda comienza con la visualización de los átomos (núcleos y electrones) y sus interacciones.

El estudio de la materia a nivel de átomos y moléculas requiere la medición de estructuras de milmillonésimas de metro (nanómetros) o menos. En este ámbito de la nanoescala es donde se establecen las propiedades fundamentales de los materiales. La temperatura de fusión, las propiedades magnéticas, la capacidad de carga e incluso el color vienen dictados por la disposición de los átomos y las moléculas. La capacidad de comprender, diseñar y controlar estas propiedades dará lugar a un nuevo mundo de materiales y tecnologías para numerosas áreas de aplicación. El tamaño típico de un átomo es de décimas de nanómetro. El rango de longitudes de onda de la luz visible es de unos cientos de nanómetros, lo que es demasiado grande para detectar los átomos. Ver la materia a nivel de átomos requiere instrumentos que puedan medir estructuras mil veces más pequeñas que las que pueden detectar los microscopios de luz más avanzados. Por tanto, para caracterizar las estructuras con detalle atómico, debemos utilizar sondas como los rayos X, los electrones y los neutrones que son al menos tan pequeñas como los átomos que se investigan.

Qué es el nivel atómico en biología

La ciencia atómica, molecular y óptica (AMO) ilustra poderosamente los vínculos de la física fundamental con la sociedad. Su propio nombre proviene de tres de los mayores avances del siglo XX: el establecimiento del átomo como bloque de construcción de la materia; el desarrollo de la mecánica cuántica, que permitió comprender el funcionamiento interno de átomos y moléculas; y la invención del láser. Los avances logrados por los científicos en este campo afectan a casi todas las esferas de importancia social del siglo pasado. La navegación por las estrellas dio paso a la navegación por relojes, que a su vez ha dado paso a la navegación actual por relojes atómicos. La cirugía láser ha sustituido al bisturí en las operaciones más delicadas. La defensa de nuestra nación depende del despliegue rápido mediante satélites de posicionamiento global, armas guiadas por láser y comunicaciones seguras, todo ello derivado directamente de los avances fundamentales de la ciencia del AMO. La seguridad nacional depende de una multitud de tecnologías de control basadas en la investigación del AMO para detectar toxinas en el aire y armas ocultas en el equipaje o en las personas, por nombrar algunas. Los nuevos medicamentos se diseñan ahora con la ayuda de la dispersión de rayos X para determinar su estructura a nivel molecular mediante técnicas de medición de precisión basadas en la AMO. Y la economía mundial depende en gran medida de las telecomunicaciones de alta velocidad mediante luz láser enviada a través de finas fibras ópticas que rodean el planeta.1

Ejemplos a nivel molecular

Los sistemas y dispositivos a escala atómica y molecular constituyen el límite máximo de los materiales más pequeños. El objetivo de este simposio es divulgar fenómenos novedosos en unidades atómicas y moleculares aisladas y comparar las tecnologías de vanguardia para controlar y comprender los sistemas a esta escala y encontrar vías viables para sus aplicaciones.

Hoy en día se controlan a nivel atómico y molecular diferentes sistemas, entre ellos unidades moleculares multifuncionales, átomos aislados en la matriz cristalina (defectos) del Si o del diamante. Constituyen el banco de pruebas para comprobar el escalado de las leyes físicas y para explorar nuevos fenómenos cuánticos en materiales hasta la (sub)nanoescala. El dominio de la materia a nivel de una sola molécula o átomo es también el punto de cruce entre las técnicas de preparación descendente y ascendente. Las investigaciones en estos campos requieren el uso de herramientas experimentales y teóricas de vanguardia, como los microscopios de sonda de barrido, las técnicas avanzadas de nanofabricación, la fotónica avanzada, la química de superficies y la modelización multiescala. A pesar de su diferente origen, la investigación de sistemas a escala molecular y atómica presenta varios puntos en común, por lo que el alcance de este simposio es:

Nivel atómico de organización

«Se conoce comúnmente como el «Relevo Molecular». No entiendo toda la ciencia que hay detrás, pero funciona. Te desmaterializa en un lugar y te rematerializa en otro. Seguro que parece una locura, pero es una realidad»- Brian Virgil

Al final de El mar resplandeciente, Virgil revela que el Instituto utiliza el teletransporte, y que éste podría ser interceptado utilizando la información de un chip courser para construir un dispositivo, el interceptor de señales. Antes de que el Único Superviviente pueda utilizar el chip courser recién adquirido, debe ser analizado por alguien que conozca la tecnología del Instituto. La única persona capaz de hacerlo es Tinker Tom del Ferrocarril. Si el Ferrocarril todavía no se ha encontrado, el Dr. Amari aconsejará al jugador que siga el Camino de la Libertad para encontrar el cuartel general oculto del Ferrocarril.

Una vez en el Cuartel General del Ferrocarril, habla con Desdemona y acepta sus condiciones. Entrega el chip del courser a Tinker Tom, que descifra la encriptación y proporciona el código del chip. Si Tinker Tom está muerto, hay un archivo en su terminal que descifra automáticamente los datos.

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