INTRODUCCIÓN
En nuestra vida cotidiana posiblemente hayamos tenido oportunidad de encontrarnos con noticias periodísticas y de televisión en las que se habla acerca de productos de alta tecnología moderna como, por ejemplo, los transistores, y en épocas más recientes, los "chips", módulos electrónicos completamente integrados que se utilizan como componentes básicos de las computadoras y de otros aparatos electrónicos. Hemos oído hablar de que dichos objetos están hechos de germanio o silicio, que se afirma son sustancias cristalinas que tienen determinadas propiedades. A veces se mencionan características microscópicas de estas sustancias; por ejemplo, se suele decir que los átomos de la sustancia están colocados de cierta manera. Ante todo esto, nos podemos preguntar: ¿cómo se sabe que tienen las características que se mencionan si nos es imposible verlas con nuestros ojos o aun con potentes microscopios, ya que se trata de partículas de dimensiones microscópicas?
Efectivamente, con nuestros ojos no podemos ver a los átomos o moléculas que componen una sustancia y por lo tanto no es posible ver cómo se encuentran dispuestos. Sin embargo, en el transcurso del desarrollo científico de la humanidad se han aplicado con inteligencia e ingenio los conocimientos y principios de la física para poder inferir las características microscópicas de los cuerpos. Esto ha resultado ser un verdadero trabajo detectivesco.
El propósito de este libro es relatar la interesante aventura de determinar la estructura microscópica de varios tipos de sustancias. Entre éstas destacan los cristales. Para ello será necesario entender, antes que nada, algunos fenómenos físicos en los que se basan los métodos usados.
En primer lugar, se reseñarán algunas características de la luz, y más generalmente, las ondas electromagnéticas como los rayos X. Se describirá la manera en que se usan para los propósitos de determinación de estructuras microscópicas. Asimismo, se explicará el motivo de la utilización de los rayos X.
Además de radiaciones electromagnéticas también se han usado haces de neutrones. Hablaremos sobre las propiedades de estas partículas y la forma en que nos pueden dar información acerca de fenómenos microscópicos que ocurren en el interior de la materia.
Se podrá preguntar el lector sobre la necesidad de utilizar técnicas físicas tan refinadas y en ocasiones muy costosas, cuando ya existen procedimientos desarrollados en la química. La respuesta es que, en general, por medios químicos no ha sido posible encontrar las estructuras microscópicas de las sustancias. Además, algunas de las técnicas químicas son tales que las muestras que se desea analizar se destruyen en el proceso. Una gran ventaja de la utilización de la difracción tanto de rayos X como de neutrones es que los análisis que se hacen no son destructivos y las muestras no sufren ningún deterioro.
Entre las sustancias cuya estructura se ha podido determinar están los cristales, que siempre han atraído poderosamente nuestra atención. Además, se han podido encontrar diferentes características de los movimientos que realizan las partículas microscópicas en el cristal.
Las técnicas desarrolladas para los cristales se han aplicado asimismo a sustancias líquidas y sorprendentemente han tenido buen éxito. También han sido foco de atención otro tipo de sustancias sólidas que no son cristalinas, sino amorfas, como los vidrios
En el transcurso de nuestra narración se presentan breves resúmenes históricos de la evolución de algunos campos de la física que son de relevancia para los propósitos que perseguimos.
Hemos intentado presentar una descripción coherente de manera que el lector pueda seguir el hilo de los razonamientos lógicos que han utilizado los científicos para llegar a sus conclusiones. Esperamos que el lector saque provecho de esta lectura. ñEmpezamos!
