La búsqueda para observar los movimientos de electrones en tiempo real ha alcanzado un nuevo umbral con la llegada de una nueva tecnología. Un microscopio desarrollado por investigadores de la Universidad de Arizona permite ahora capturar electrones en movimiento a una velocidad sin precedentes.
Los electrones, esas partículas infinitesimales, se desplazan a una velocidad tan alta que observar sus movimientos precisos era hasta ahora impensable. ¿El último logro? Un microscopio capaz de tomar imágenes de electrones en tan solo un attosegundo. Un attosegundo representa una milmillonésima de milmillonésima de segundo, una duración increíblemente breve para visualizar fenómenos a esta escala.
El microscopio en cuestión es un avance importante en el campo de la microscopía electrónica. A diferencia de los modelos anteriores, utiliza pulsos ultrarrápidos de electrones para lograr una resolución temporal extraordinaria. Esta técnica se basa en la emisión de pulsos de luz ultracortos, acoplados con haces de electrones, para capturar los movimientos con una precisión nunca antes alcanzada.
La innovación se basa en un sistema de doble pulso luminoso. El primer pulso, o "pulso de bombeo", excita los electrones de la muestra, mientras que el segundo, llamado "pulso de compuerta óptica", permite crear una ventana temporal extremadamente corta. Al sincronizar estos dos pulsos, los investigadores pueden capturar imágenes con una precisión de 625 attosegundos, un avance considerable respecto a las técnicas anteriores.
Este avance es en parte el resultado de los trabajos que recibieron el Premio Nobel de Física 2023, los cuales permitieron generar pulsos de luz tan breves. Basándose en estas investigaciones, el equipo de la Universidad de Arizona ha desarrollado lo que llaman un "attomicroscopio", una herramienta que revela detalles invisibles hasta ahora.
Las aplicaciones potenciales de esta tecnología son amplias. En física, podría ayudar a entender mejor las interacciones fundamentales entre electrones y campos electromagnéticos. En química, podría ofrecer una visión directa de las reacciones químicas a nivel atómico. En bioingeniería, la observación de procesos biológicos a escala molecular podría conducir a importantes descubrimientos.
Sin embargo, esta tecnología no está exenta de dificultades. Su implementación requiere equipos sofisticados y costosos, así como una formación especializada. Los investigadores también deben superar retos técnicos para manipular las muestras a una escala temporal tan reducida.
Por el momento, este avance abre nuevas perspectivas en diversos campos científicos, prometiendo transformar nuestra comprensión de los fenómenos cuánticos y moleculares. Las próximas investigaciones que utilicen este microscopio podrían desvelar aspectos inexplorados de la materia.
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: Science Advances