Estrellas en la rocas

María Elena Fuentes Montero

La fluorescencia en las rocas es un efecto asombroso que se puede encontrar en la noche en una cueva, si hay luna llena.

El origen de este fenómeno puede ser la existencia de fósforo u otros elementos químicos especiales entre los minerales que ahí coexisten. Los electrones de estos elementos químicos siguen un comportamiento interesante para ser fluorescentes o fosforescentes.

La fluorescencia se explica teniendo en cuenta las órbitas o niveles, dentro de un átomo, en que los electrones giran alrededor del núcleo. Los diferentes niveles tienen diferentes energías. Por ejemplo, si un electrón se encuentra en el orbital 1s (la órbita la más cercana al núcleo), este tiene la energía asociada con estar en el nivel 1. Si un electrón se encuentra en el orbital 2s tiene una energía más grande, asociada con estar en el nivel 2. Y así sucesivamente, como si fueran los pisos de un edificio. Los “apartamentos” 2s y 2p tienen la energía del segundo piso. 3s, 3p y 3d están en el tercer piso de energía. Los electrones de los orbitales 4s, 4p, 4d, 4f, todos tienen la misma energía asociada a estar en el piso cuarto.

Cuando un fotón (un cuanto de luz) choca con un átomo puede empujar al electrón a un piso superior. Por ejemplo, el electrón que “vive” en el nivel 1 salta al nivel 4. Cuanto mayor es la energía del fotón, más lejos son los saltos de los electrones.

Por ejemplo, supongamos que estamos de noche dentro de una cueva con un pequeño orificio en el techo. Si existe luna llena podemos recibir muchos fotones de diferente energía. Cuando este fotón llegue a nuestro átomo mineral va a empujar los electrones a un nivel alto, como el cuarto. Entonces, ahora el electrón se trasladó allí (al nivel 4), pero tiene que volver a su posición anterior más estable en 1s (Siempre los niveles de menor energía son más cómodos. Esta es la razón por la que es más fácil estar acostado que parado).



Él podría ir directamente hacia atrás: saltar al nivel 1 de una vez y devolver un fotón idéntico al que lo excitó. Pero, existen materiales como el fósforo que no les gusta el camino directo y prefieren relajarse un poco por la llamada "conversión interna". Durante esta “conversión interna” el electrón baja de nivel por escaleras o rampas hasta un nivel más cercano al 1. Por ejemplo, baja al tercero. Y entonces, sólo entonces, salta desde el tercer nivel al nivel 1. Cuando hace este brinco se ve obligado a expulsar a un fotón también. Lo curioso es que este nuevo fotón obligatoriamente tiene menos energía que el original, ya que corresponde con un salto más pequeño.

El resultado es que, en este camino más problemático, el color de la luz que resulta de la "caída" del electrón de la 3 ª a la 1 ª planta es diferente del color del rayo que inició todo el proceso.


El fósforo, en particular, es un elemento fluorescente muy especial que "almacena" la energía emitida durante el día. El fenómeno que ocurre en el fósforo se llama en realidad fosforescencia, y se distingue de la anterior mecanismo sólo en que el tiempo para la "conversión interna" proceso es mucho más largo en este elemento. Esto tiene como consecuencia, que se puede ver un objeto fosforescente incluso en la oscuridad absoluta!