El grafeno da un destello de los cimientos del universo

Los investigadores de la Universidad de Manchester han usado grafeno para medir una importante y misteriosa constante fundamental – y vislumbrar los cimientos del universo.

Los investigadores de la Escuela de Física y Astronomía, liderados por el Profesor Andre Geim, han encontrado que el material más fino del mundo absorbe una fracción bien definida de la luz visible, lo cual permite la determinación directa de la constante de estructura fina.

Trabajando junto a teóricos portugueses de la Universidad de Minho en Portugal, Geim y sus colegas informan de sus hallazgos on-line en la última edición de Science Express. El artículo se publicará en la revista Science en las próximas semanas.

El universo y la vida en este planeta están íntimamente controlados por varios números exactos; las conocidas como constantes universales o fundamentales tales como la velocidad de la luz y la carga eléctrica del electrón.

Entre ellos, la constante de estructura fina es sin duda la más misteriosa. Define la interacción entre el movimiento muy rápido de las cargas eléctricas y la luz – o las ondas electromagnéticas – y su valor exacto es aproximadamente 1/137.

El Profesor Geim, que descubrió el grafeno en 2004 junto con el Dr. Kostya Novoselov, una gasa de átomos de carbono de un átomo de grosor que recordaba un alambre, dice: “Cambia este número ajustado con precisión sólo en un bajo porcentaje y la vida no estaría aquí debido a que las reacciones nucleares en las que se genera el carbono a partir de elementos más ligeros en las estrellas estaría prohibido. Nada de carbono significa que no hay vida.

Geim trabajando ahora junto con los estudiantes de doctorado Rahul Nair y Peter Blake pro primera vez han producido grandes membranas suspendidas de grafeno de tal forma que se puede ver fácilmente la luz pasando a través del más fino de los materiales.

Los investigadores han descubierto que la monocapa de carbono no es totalmente trasparente sino notablemente opaca, absorbiendo un 2,3 por ciento de la luz visible. Los experimentos apoyados por la teoría demuestran que este número dividido por Pi da el valor exacto de la constante de estructura fina.

La razón fundamental para esto es que los electrones en el grafeno se comportan como si perdiesen completamente su masa, como se mostró en un trabajo anterior del grupo de Manchester y repetido por muchos investigadores de todo el mundo.

La precisión de la determinación óptica de la constante hasta ahora es relativamente baja, usando estándares metrológicos.

Pero los investigadores dicen que la simplicidad del experimento de Manchester es “realmente sorprendente” dado que las medidas de las constantes fundamentales normalmente requieren de instalaciones sofisticadas y condiciones especiales.

Con grandes membranas a mane, el Profesor Geim dice que apenas requiere algo más sofisticado que una cámara para medir la transparencia visual del grafeno.

“Quedamos completamente atónitos cuando nos dimos cuenta de que tal efecto fundamental podía medirse de una forma tan simple. Podemos haber vislumbrado los propios cimientos de nuestro universo simplemente observando a través del grafeno”, dijo el Profesor Geim.

“El grafeno sigue sorprendiendo incluso a las más desbocadas imaginaciones desde los primeros días que encontramos este material.

“Funciona como una varita mágica – cualquier propiedad o fenómeno que estudies con el grafeno, te devuelve pura magia.

“Era bastante pesimista sobre que las tecnologías basadas en el salieran de los laboratorios de investigación en algún momento cercano. Tengo que admitir que estaba equivocado. Lo harán antes que después”.


Fecha Original: 4 de abril de 2008
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Comments (2)

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