¿Qué es un átomo? Sé que es pequeño, ¿pero cuanto? ¿Ha visto alguien alguna vez un átomo?

Un átomo es la unidad básica de la que está compuesta la materia y miden alrededor de unos 2 Amstrongs (Ȧ) de diámetro, o lo que es lo mismo, 0.0000001 milímetros (2x10-10 metros) aunque su tamaño varia un poco dependiendo del elemento.

Los átomos se pueden ver pero con reducida capacidad, es decir, solo podemos ver su forma no el interior. Esto da el potencial de ver moléculas tan pequeñas como 10-9 m o 0.0000001 milímetros, su forma exacta, el ángulo que se forma entre átomos...etc.

¿Y esto cómo se hace? Lo primero que hay que hacer es enfocarles “luz” para poder verlos, pero aquí encontramos un problema. Lo que nosotros llamamos luz son radiaciones electromagnéticas que tienen una longitud de onda entre 300-700 nanómetros (300-700 x 10-6 mm). Y desafortunadamente, no podemos ver un objeto a mayor resolución que la longitud de onda con la que se está iluminando. Entonces si queremos ver átomos debemos usar una radiación con una longitud de onda tan pequeña como los átomos, ESOS SON LOS RAYOS X!

Si enfocamos un átomo con rayos X, ¿lo podemos ver? Desgraciadamente no es tan sencillo, al usar rayos X surgen otros dos problemas. El primero es que para obtener una imagen necesitamos una lente que vuelva a enfocar los rayos que han rebotado del objeto (como hace tu ojo o un microscopio), pero los rayos X atraviesan todos los materiales que tenemos hoy en día. El segundo problema es que no podemos coger una molécula con las manos, apuntar con el rayo X y disparar. Esto no resultaría ya que la señal de una molécula sería demasiado pequeña. Este último problema se soluciona fabricando cristales de la molécula que se quiere estudiar en la que las moléculas están todas ordenadas de la misma manera. El segundo problema se soluciona midiendo como los rayos X rebotan sobre el cristal, y luego, se calcula como es el objeto mediante el uso de las matemáticas y la física. Los potentes rayos X que se utilizan para estos propósitos deben ser muy potentes por lo que son experimentos habituales en los aceleradores de partículas, como el que se ha construido hace poco tiempo en Barcelona, llamado Alba. Así que si formamos cristales de un compuesto, podemos ver sus átomos usando rayos X!

Al final de todo, podemos observar una molécula y estudiarla a fondo. Esta técnica se llama cristalografía de rayos X. El mismo proceso se aplica a moléculas más complejas como las proteínas. Observando la estructura de las proteínas podemos saber cómo funcionan a nivel atómico. Además es la manera en la que muchas empresas farmacéuticas crean nuevos medicamentos para tratar enfermedades. El proceso, de una manera simple, consiste en observar las proteínas a nivel atómico e intentar introducir moléculas pequeñas (futuros medicamentos) para descubrir una que se queden “pegadas” y modifiquen su función.

Cristales de proteína formados en un laboratorio

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