Se filma un electrón por primera vez

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Ahora es posible ver una películas de un electrón. La película muestra cómo un electrón viaja en una onda de luz justo después de haber sido extraído de un átomo. Esta es la primera vez que se ha grabado a un electrón, y los resultados se presentaron en el último ejemplar de Physical Review Letters.

Anteriormente había sido imposible fotografiar electrones debido a que sus velocidades extremadamente altas producían imágenes borrosas. Para captar estos rápidos eventos, son necesarios destellos de luz extremadamente cortos, pero tales destellos no estaban disponibles anteriormente. Con el uso de una tecnología recientemente diseñada para la generación de pulsos cortos procedentes de una intensa luz láser, conocidos como pulsos de attosegundos, los científicos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Lund en Suecia han logrado captar el movimiento de un electrón por primera vez.

“Llevó aproximadamente 150 attosegundos al electrón orbitar el núcleo de un átomo. Un attosegundo tiene una duración de 10-18 segundos, o expresado de otra forma: un attosegundo es a un segundo lo que un segundo a la edad del universo”, dice Johan Mauritsson, profesor asistente de física atómica en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Lund. Es uno de los siete investigadores tras el estudio, el cual fue dirigido por él y la Profesora Anne L’Huillier.

Con la ayuda de otro láser estos científicos han tenido éxito, además, en guiar el movimiento del electrón de tal forma que pudieron captar una colisión entre un electrón y un átomo en una película.

“Hemos prometido desde hace mucho tiempo a la comunidad científica que seríamos capaces de usar pulsos de attosegundos para grabar el movimiento de un electrón. Ahora que lo hemos logrado, podemos estudiar cómo se comportan los electrones cuando colisionan con distintos objetos, por ejemplo. Las imágenes pueden funcionar como corroboración de nuestras teorías”, explica Johan Mauritsson.

Estos científicos también esperan descubrir más sobre lo que sucede con el resto del átomo cuando un electrón interno lo abandona, por ejemplo cómo y cuándo llega otro electrón para rellenar el hueco creado.

“Lo que estamos haciendo es investigación básica pura. Si resulta que hay aplicaciones futuras, tendrán que verse como un añadido”, comenta Johan Mauritsson.

La longitud de la película corresponde a una única oscilación de la luz, pero la velocidad ha sido frenada considerablemente par que podamos observarlo. La secuencia filmada muestra la distribución de energía del electrón y por tanto no es una película en el sentido normal.

Anteriormente los científicos habían estudiado los movimientos de los electrones usando métodos indirectos, tales como analizar su espectro. Con estos métodos sólo había sido posible medir el resultado del movimiento de un electrón, mientras que ahora tenemos la oportunidad de monitorizar todo el evento.

Ha sido posible crear pulsos de attosegundos desde hace un par de años, pero hasta ahora nadie había logrado usarlos para filmar movimientos de electrones, dado que los propios pulsos de attosegundos son demasiado débiles para tomar imágenes claras.

“Tomando distintas imágenes de exactamente el mismo momento del proceso, es posible crear unas imágenes más fuertes pero aún detalladas. Una precondición para esto es que el proceso se repita de forma idéntica, lo cual es el caso del movimiento de un electrón en un rayo de luz. Empezamos con lo que se conoce como estroboscopio. Un estroboscopio nos permite “congelar” un movimiento periódico, como captar el aleteo de un colibrí. Entonces tomas varias imágenes cuando las alas están en la misma posición, y la imagen se volverá más clara, a pesar del movimiento rápido”, aclara Johan Mauritsson.

Pulsa aquí para ver el video



Agradecimiento a David Ibáñez por proporcionar el enlace.
Fecha Original: 25 de febrero de 2008
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