DETECTAN
RADIACIÓN CON DIAMANTES
Los diamantes
no siempre fueron tan valorados
e interesantes como son ahora, en un principio competían con
otras piedras cristalinas porque los joyeros los pulían con
formas redondeadas, con el tiempo, cuando los empezaron a
pulir y cortar con caras
o facetas, se dieron cuenta que
resplandecían y brillaban más que cualquier otra cosa
que hubieran visto.
Para la ciencia, como señala Ernesto Moreno Belmont, investigador
del Instituto de Física de la UNAM, los diamantes tienen varias
características sobresalientes que los hacen interesantes, una de
ellas es su dureza, de hecho el material más duro
hasta la fecha conocido.
Esto significa que tiene una gran resistencia a ser rayado y
gracias a esta propiedad, el polvo de diamante se utiliza en la
fabricación de herramientas de corte, pulido y como abrasivo.
Otra propiedad destacada de los diamantes es que son excelentes
conductores de calor, hasta 10 o 100 veces más que algunos metales
conductores como el oro, la plata o el cobre, por ello, también se
utilizan para disipar el calor de ciertos circuitos electrónicos.
El índice de refracción es una más de sus características
notables, ésta es la responsable de que cuando se corta
adecuadamente el diamante, brille. Cuando la luz pasa por un
diamante, una cantidad importante no sigue de frente, sino que se
regresa haciendo resplandecer el material.
El especialista explicó que aunque hay materiales que tienen un
mayor índice de refracción que el diamante, se trata de materiales
sintéticos que no existen en la naturaleza.
Detectores de radiación
Además de su belleza y de sus singulares propiedades físicas, que
por sí mismas son interesantes, los diamantes azules, que contienen
boro en su red de carbono, son semiconductores.
De acuerdo con Ernesto Belmont, esta propiedad hace a los
diamantes azules interesantes como detectores de radiación, por lo
que él y uno de sus estudiantes estudian esta característica.
"Los diamantes azules, con boro, tienen la característica de que
son muy resistentes a la radiación, aunque todavía no se comprende
muy bien por qué", expresa el investigador.
Entre los retos que se han enfrentado para estudiar los diamantes
como detectores de radiación es que, al ser muy lisos y
perfectamente pulidos, no pueden sujetarse en el microscopio, ni
siquiera utilizando gomas. Además, cuando se hacen puntos de
contacto para hacerles pasar electricidad, también se resbalan al
calentarse.
En grandes laboratorios como el del Gran Colisionador de Hadrones
de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por
sus siglas en inglés), se utilizan diamantes sintéticos con boro
para detectar cuando los niveles de radiación aumentan.
Diamantes de colores
Desde el punto de vista óptico, una de las características más
interesantes de los diamantes es su color, aunque la mayoría de los
diamantes que se conocen, por lo menos en México, son blancos o
incoloros, hay también diamantes amarillos, azules, rosas, naranjas,
cafés, verdes, rojos, púrpuras e, incluso, negros.
Los diamantes que tienen un tinte amarillo, generalmente lo deben
a que contienen un poco de nitrógeno en la red de carbono de la que
están hechos, mientras que los diamantes azules y negros deben su
color al boro y al grafito, respectivamente.
Ernesto Moreno Belmont apunta que los demás colores de diamantes
no son resultado de la presencia de otros elementos, sino de la
distribución de los carbonos en la red cristalina que constituye el
diamante. Es todavía un misterio para la física explicar qué causa
estas tonalidades, pero se piensa que son defectos que se
presentaron durante la formación del diamante, agrega.
Estudiar la coloración en los diamantes no es sencillo, debido a
que los diamantes de color generalmente son raros y por lo tanto más
caros que los blancos, además, frecuentemente son joyas de
colección. Conseguir diamantes para estudiarlos y además
conseguirlos de colores es aún más complicado.
Estudios sobre el corte brillante
En la naturaleza, los diamantes cristalizan en el sistema cúbico,
y eventualmente forman octaedros. Durante siglos, los joyeros
experimentaron cortando y puliendo caras a los diamantes para ver
qué corte era el que hacía lucir mejor la joya. Al final, llegaron
al llamado corte brillante, que tiene 58 facetas y es la forma que
refleja la mayor cantidad de luz.
En 1919, el físico Marcel Tolkowsky publicó A Study of the
Reflection and Refraction of Light in a Diamond, donde hizo los
cálculos matemáticos, considerando los ángulos y el índice de
refracción, para demostrar que el corte brillante era el corte bajo
el cual se reflejaba la mayor cantidad de luz.
"Primero, por ensayo y error se encontró el corte que resultaba
más estético y posteriormente se hicieron los cálculos que
demostraban que era correcto", señaló el físico, quien aclaró que
Tolkowsky hizo los cálculos solamente para la figura del diamante en
dos dimensiones, pero nadie lo ha hecho aún en tres dimensiones.
Precisamente el doctor Moreno Belmont trabaja para hacer los
cálculos matemáticos que demostrarían que el corte brillante en tres
dimensiones es el corte más adecuado para que el diamante refleje la
mayor cantidad de luz. A diferencia de hace casi un siglo, cuando
Marcel Tolkowsky hizo sus estudios, actualmente se cuenta con la
ayuda de computadoras y software para concluir con esta tarea. Fuente
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