Un microscopio ultrarrápido logra imágenes en alta definición a escala cuántica

 

Los procesos que tienen lugar a escala cuántica representan un desafío enorme para la física.

Para los científicos, es todavía inaccesible, los eventos que tienen lugar dentro de los componentes cada vez más potentes de las computadoras o los teléfonos inteligentes, puesto que no solo suceden a velocidades extremas sino también en espacios cada vez más pequeños.

La importancia de conocer detalles de estos procesos, tendrían enormes beneficios para optimizar transistores y otros componentes vitales para la tecnología actual. Es así que, lograr filmar estos eventos a nivel cuántico, observar cómo se desplazan o interactúan los electrones, por ejemplo, serían de gran beneficio para la física y, en general, para el desarrollo tecnológico.

Conscientes de esto, los investigadores han proyectado desarrollar una cámara de alta velocidad que exponga cada cuadro de este proceso durante un tiempo extremadamente corto, contados en unos cientos de attosegundos. Un attosegundo es una billonésima parte de una billonésima de segundo; en ese tiempo, la luz solo puede viajar a lo largo de una molécula de agua.

Durante varios años, los físicos han utilizado pulsos láser de una longitud suficientemente corta como si fuera una cámara de attosegundos. Sin embargo, la imagen que se lograba solo mostraba una instantánea de un electrón contra lo que era esencialmente un fondo borroso.

Ahora, científicos del Instituto Max Planck para la Investigación del Estado Sólido, han podido identificar con precisión dónde se encuentra el electrón filmado en un átomo individual. Esto lo han logrado usando pulsos láser ultracortos y un microscopio de túnel de exploración.

Este microscopio es capaz de lograr imágenes a resoluciones de escala atómica al escanear una superficie con una punta que, en sí misma, está compuesta por un solo átomo. Los investigadores disparan estos pulsos de luz extremadamente cortos a la punta del microscopio, que se coloca con precisión atómica, para activar un proceso llamado de tunelización, con el pueden medir exactamente dónde están los electrones en un momento específico hasta el átomo individual y con una precisión de unos pocos cientos de attosegundos.

En resumen, este microscopio, es una especie de cámara HD para el mundo cuántico que permite el seguimiento preciso de los movimientos de los electrones hasta el átomo individual. Por lo tanto, podrá proporcionar información útil cuando se trata de desarrollar componentes electrónicos extremadamente rápidos y extremadamente pequeños, por ejemplo.