Los científicos informan sobre la primera radiografía de un solo átomo

 

Fotografiaron la primera señal de rayos X de un solo átomo. Este logro innovador podría revolucionar la forma en que los científicos detectan los materiales.

Desde su descubrimiento por Roentgen en 1895, los rayos X se han utilizado en todas partes, desde exámenes médicos hasta controles de seguridad en aeropuertos. Incluso el Curiosity, el rover de Marte de la NASA, está equipado con un dispositivo de rayos X para examinar la composición de los materiales de las rocas de Marte.

Un uso importante de los rayos X en la ciencia es identificar el tipo de materiales en una muestra. A lo largo de los años, la cantidad de materiales necesarios en una muestra para la detección de rayos X se ha reducido considerablemente gracias al desarrollo de fuentes de rayos X de sincrotrón y nuevos instrumentos. Hasta la fecha, la cantidad más pequeña que se puede someter a rayos X a una muestra está en atogramas, es decir, unos 10.000 átomos o más. Esto se debe a que la señal de rayos X producida por un átomo es extremadamente débil, por lo que los detectores de rayos X convencionales no pueden usarse para detectarla.

Se sabe que los átomos se pueden visualizar de forma rutinaria con microscopios de sonda de barrido, pero sin rayos X no se puede decir de qué están hechos. Ahora lo que se quiere es detectar exactamente el tipo de un átomo en particular, un átomo a la vez, para poder medir simultáneamente su estado químico.

Cuando se logre de esto se podrá rastrear los materiales hasta el límite máximo de un solo átomo. Esto tendrá un gran impacto en las ciencias médicas y ambientales y tal vez incluso ayude a encontrar curas que puedan tener un gran impacto para la humanidad.

En un artículo, publicado en la revista científica Nature el 31 de mayo de 2023, se detalla cómo varios físicos y químicos, utilizaron un instrumento de rayos X de sincrotrón especialmente diseñado para detectar la señal de rayos X de un átomo.

Esta técnica utilizada y el concepto probado en este estudio abre nuevos caminos en la ciencia de los rayos X y los estudios a nanoescala. Más aún, el uso de rayos X para detectar y caracterizar átomos individuales podría revolucionar la investigación y generar nuevas tecnologías en áreas como la información cuántica y la detección de elementos traza en la investigación médica y ambiental, entre otras. Este logro también abre el camino para la instrumentación avanzada de ciencia de materiales.

El estudio ha sido realizado por un equipo de científicos de la Universidad de Ohio, el Laboratorio Nacional de Argonne, la Universidad de Illinois-Chicago y otros, dirigidos por el Profesor de Física de la Universidad de Ohio y el científico del Laboratorio Nacional de Argonne, Saw Wai Hla.

En el futuro, los investigadores continuarán utilizando rayos X para detectar propiedades de un solo átomo y encontrar formas de revolucionar aún más sus aplicaciones para su uso en la recopilación de investigación de materiales críticos y muchas cosas más.

 

Foto de un átomo