Una fuente de neutrones desvela los secretos del alambre de oro

Nuevas técnicas de caracterización por neutrones han permitido comprender por primera vez la estructura y formación de una insólita muestra de mineral de oro que se presenta en forma de alambres.

El ejemplar de 263 gramos y 12 centímetros de alto, conocido como el Cuerno de Carnero, pertenece a la colección del Museo de Mineralogía y Geología de la Universidad de Harvard (MGMH).

“Casi nada más se sabe sobre el alambre de oro que la existencia de este especimen”, dijo en un comunicado Sven Vogel, físico del LANSCE (Los Alamos National Laboratory’s neutron science center), un acelerador de partículas de 750 metros de largo que proporciona protones y neutrones de alta y baja energía para una amplia variedad de investigaciones científicas.

Encontrado en 1887 en la mina Ground Hog en Red Cliff, Colorado, en la misteriosa forma de un montón de cables retorcidos en lugar de la pepita de oro más reconocible, el Cuerno de Carnero ha desconcertado a los minerálogos desde su descubrimiento. Lo desconocido: ¿cuál es su estructura fundamental y cómo se formó?

“Algunos metales nativos, un metal o una aleación de metal que se encuentran en la naturaleza pueden aparecer en lo que se llama morfología del alambre”, dijo John Rakovan, profesor de Mineralogía en la Universidad de Miami en Ohio. “Mucho más común en la plata, la morfología del alambre rara vez se ve en muestras de oro y este espécimen es sin duda el mejor ejemplo conocido”.

Debido a su rareza y al valor monetario asociado, no es posible cortar o romper la muestra, y debido a su densidad, los rayos X de baja energía y otros diagnósticos solo pueden indagar en las superficies exteriores, por lo que nunca se han publicado estudios científicos sobre la naturaleza interna de este ejemplar, hasta ahora.

Los resultados de la investigación sugieren que el alambre de oro es muy diferente del alambre de plata. “El alambre de plata es un agregado policristalino similar a un mosaico con muchos cientos a miles de cristales en un solo cable”, dijo Rakovan. “El alambre de oro parece estar compuesto por solo unos pocos cristales. Además, descubrimos que estas muestras no son de oro puro, sino de aleaciones de oro y plata con un 30 por ciento de plata que sustituye al oro en la estructura atómica”.

“Sabíamos que, en la superficie, esta muestra de oro tenía un 70 por ciento de oro, pero nadie sabía si ese era solo el caso en la superficie”, dijo Vogel. “Al utilizar nuestra fuente de neutrones, que normalmente usamos para estudiar materiales como las aleaciones de uranio o los combustibles nucleares, podemos verificar que esta muestra es homogénea, lo que significa que toda la muestra es esta mezcla de oro y plata de 70 a 30”.

En un estudio separado, Rakovan y sus colegas descubrieron recientemente que el crecimiento de la plata de alambre conduce a un enriquecimiento inesperado de isótopos. El equipo de Los Álamos está utilizando los datos de espectroscopia de neutrones para evaluar si el enriquecimiento de isótopos también se produce en estas aleaciones de oro y plata. Otra sorpresa fue la uniformidad de la mezcla de oro/plata.

“Debido a que la aleación es altamente homogénea, parece que la plata se está uniendo al oro en la estructura cristalina en el nivel atomístico”, dijo Rakovan.

Los resultados de este estudio tendrán implicaciones para los geocientíficos que intentan comprender los procesos geoquímicos que intervienen en la formación de depósitos de oro, y para los científicos e ingenieros en materiales que pueden utilizar las propiedades únicas de estos materiales en aplicaciones tecnológicas.

Fuente: EP

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