Un nuevo microscopio permite ver electrones en movimiento

Una nueva investigación ha presentado al microscopio más rápido del mundo: funciona a una velocidad asombrosa y se ha transformado en el primer dispositivo capaz de capturar una imagen clara de electrones en movimiento. El microscopio utiliza pulsos de electrones a la velocidad de un solo attosegundo, correspondiente a un quintillón de un segundo.

Científicos de la Universidad de Arizona, en Estados Unidos, han publicado recientemente un nuevo estudio en la revista Science Advances en el cual detallan el funcionamiento de un avanzado microscopio, que utiliza pulsos de electrones a la velocidad de un solo attosegundo.

Esta velocidad corresponde a un quintillón de un segundo, permitiendo "congelar" a las partículas subatómicas, que viajan lo suficientemente rápido como para rodear la Tierra en cuestión de segundos, según un artículo publicado en Futurism. Esta característica permite captar imágenes precisas de los electrones en movimiento.

Posible llave para descubrir los misterios cuánticos

Se trata de un avance potencialmente innovador, que podría permitir a los científicos descubrir qué sucede con los electrones durante las interacciones ultrarrápidas, como la ruptura de un enlace químico, entre otros fenómenos cuánticos y misterios del mundo subatómico.

"Cuando obtienes la última versión de un teléfono inteligente, viene con una mejor cámara. Este microscopio electrónico de transmisión es como una cámara muy potente en la última versión de un smartphone: nos permite tomar fotos de cosas que antes no podíamos ver, como electrones en movimiento. Con este microscopio, esperamos que la comunidad científica pueda entender la física cuántica detrás de cómo se comporta un electrón y cómo se mueve un electrón", indicó en una nota de prensa el científico Mohammed Hassan, uno de los autores principales del nuevo estudio.

Los investigadores explicaron que el dispositivo consta de dos secciones: los conversos superiores son un pulso ultravioleta que libera electrones ultra rápidos dentro del microscopio, mientras que la sección inferior utiliza otros dos láseres para introducir, iniciar y controlar con precisión el movimiento de electrones en la muestra que se está analizando. 

Un avance clave

"Por primera vez podemos alcanzar una resolución temporal de attosegundos con nuestro microscopio de transmisión electrónica. Incluso podemos ver piezas del electrón en movimiento", agregó Hassan en el comunicado.

Vale recordar que anteriormente otros microscopios electrónicos se han acercado a lograr esta hazaña, alcanzando velocidades de varios attosegundos en lugar de solo uno. Sin embargo, la diferencia es clave a nivel subatómico: con lo logrado por el nuevo microscopio, los científicos podrán acercarse aún más a una comprensión más clara de los profundos enigmas cuánticos.

Referencia

Attosecond electron microscopy and diffraction. Dandan Hui et al. Science Advances (2024). DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adp5805