El corte ideal aumenta el brillo de un diamante

Los diamantes no siempre fueron tan valorados e interesantes como en el presente. En un principio, los joyeros los pulían con formas redondeadas y los consideraban tan comunes como cualquier otra piedra cristalina.

Con el tiempo, cuando los joyeros empezaron a pulir y cortar los diamantes con caras o facetas, se dieron cuenta de que resplandecían y brillaban más que cualquier otra cosa que hubieran visto. Fue entonces cuando su valor se incrementó notablemente, comentó Ernesto Belmont Moreno, investigador del Instituto de Física de la UNAM.

Los diamantes tienen varias características sobresalientes que los hacen interesantes para la ciencia, una de ellas es su dureza, de hecho esta piedra preciosa es el material más duro hasta la fecha conocido. Esto quiere decir que tiene una gran resistencia a ser rayado. Gracias a esta propiedad, el polvo de diamante se utiliza en la fabricación de herramientas para cortar, pulir 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 como el oro, la plata o el cobre. Gracias a este atributo, los diamantes se utilizan para disipar el calor de ciertos circuitos electrónicos.

El índice de refracción es otra de sus características notables; ésta es la responsable de que el diamante brille cuando se corta adecuadamente. Cuando la luz pasa por un diamante, una cantidad importante no sigue de frente sino que se regresa haciendo resplandecer el material.

El físico de la UNAM explicó que si bien, existen materiales que tienen un mayor índice de refracción que el diamante, se trata de elementos sintéticos que no se encuentran en la naturaleza.

Diamantes de colores

El físico Belmont Moreno estudia las características ópticas de los diamantes y sus posibles aplicaciones como detectores de radiación.

Desde el punto de vista óptico, una de las propiedades 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.

Cuando estas joyas tienen un tinte amarillo, generalmente se debe 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.

El doctor Belmont explicó que los demás colores de diamantes no son a causa de la presencia de otros elementos, sino por 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.

Estudiar la coloración en los diamantes no es sencillo, debido a que los diamantes de color generalmente son raros y por tanto, más caros que los blancos, además, frecuentemente son joyas de colección. Conseguir diamantes para estudiarlos en el laboratorio y además conseguirlos de colores es aún ms 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, en 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 Ernesto Belmont.

El investigador del Instituto de Física 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 Ernesto Belmont trabaja en 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, hoy se cuenta con la ayuda de computadoras y software para realizar esta tarea.

Detectores de radiación

Además de su belleza y de sus singulares propiedades físicas, que por si 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 investigan 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” expresó.

Entre los retos a 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.

Ernesto Belmont comentó que en grandes laboratorios, como el 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.