Los científicos pudieron fotografiar, por primera vez, el interior de un átomo de hidrógeno. El experimento fue más allá de lo que los especialistas en física cuántica creían que era posible y podría ayudar a los investigadores a desarrollar componentes electrónicos ultrarrápidos en el futuro. Investigadores holandeses utilizaron un láser y un microscopio para mirar dentro del átomo, escribe descopera.ro. Tales imágenes nunca han sido capturadas antes porque, en todos los experimentos anteriores de este tipo, los procesos involucrados habían destruido las partículas que los científicos intentaban fotografiar.
Los científicos han utilizado una lente especial que amplía la imagen hasta 20,000 aori, creando el llamado “microscopio cuántico”. La teoría cuántica describe el comportamiento de una partícula mediante el uso de la llamada función de onda, una forma matemática de describir cómo se comportan las partículas en el espacio y el tiempo.
Medir una función de onda es muy difícil porque son frágiles; La mayoría de los intentos de observar directamente las funciones de onda las destruyen, en un proceso llamado colapso. Por lo tanto, la medición experimental de las propiedades de una función de onda requiere reconstruirla a partir de diferentes mediciones, todas destructivas, realizadas en diferentes átomos o moléculas, llevadas a estados idénticos antes de ser medidas.
Los físicos de la Fundación Holandesa para la Investigación Fundamental sobre la Materia, en Amsterdam, sin embargo, lograron un enfoque no destructivo de este problema mediante la publicación de sus resultados en Physical Review Letters. Los investigadores bombardearon, en un recinto, átomos de hidrógeno con dos rayos láser, energizando así los electrones y haciendo que se movieran en direcciones y con velocidades que dependían de sus funciones de onda. Un poderoso campo eléctrico aplicado dentro del recinto alteró las trayectorias de los electrones de una manera que dependía de sus velocidades iniciales. El comportamiento de los electrones se midió utilizando un detector; Su distribución cuando llegaron al detector correspondía a las funciones de onda que los electrones habían tenido cuando salieron de la capa electrónica del átomo de hidrógeno. El dispositivo representaba la distribución de electrones en una pantalla fosforescente en forma de anillos claros y oscuros, que los investigadores fotografiaron utilizando una cámara digital de alta resolución.
El desarrollo de esta técnica podría hacer que algunas propiedades cuánticas, difíciles de estudiar debido a la escala muy pequeña en la que sucede todo, sean más fácilmente investigables y podría estimular el desarrollo de nuevas tecnologías a escala atómica y molecular.
El hidrógeno fue elegido debido a su estructura simple; Todavía no se sabe si el método también se puede aplicar a partículas con una estructura más compleja.
Fuente: jurnalul.ro