Así es el microscopio más rápido del mundo; puede ver los electrones en movimiento

Investigadores de la Universidad de Arizona, de Estados Unidos, han desarrollado el microscopio electrónico más rápido del mundo que puede detectar un electrón en movimiento, un objeto que viaja tan rápido que podría dar muchas vueltas alrededor de la Tierra en un segundo.

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La herramienta que recibe el nombre de microscopio electrónico de transmisión, es utilizado por los científicos e investigadores para ampliar objetos hasta millones de veces su tamaño real con el fin de ver detalles demasiado pequeños que un microscopio óptico tradicional no puede detectar. En lugar de utilizar luz visible, este tipo de microscopio dirige corriente de electrones a través de la muestra que se esté estudiando. La interacción entre los electrones y la muestra es captada por lentes y detectada por un sensor de cámara para generar imágenes detalladas de la muestra.

Mohammed Hassan, profesor asociado de física y ciencias ópticas, explicó que el microscopio creado recientemente es como una cámara muy potente en la última versión de los teléfonos inteligentes, el cual permite tomar fotografías de cosas que no se podían ver antes, como los electrones. “Con este microscopio, esperamos que la comunidad científica pueda comprender la física cuántica detrás de cómo se comporta un electrón y cómo se mueve un electrón”, dijo.

Los microscopios electrónicos ultrarrápidos se desarrollaron por primera vez en la década de 2000 y utilizan un láser para generar corrientes de electrones pulsados. Esta técnica aumenta enormemente la resolución temporal de un microscopio, es decir, su capacidad para medir y observar cambios en una muestra a lo largo del tiempo.

(Lea: Lo que 50 mil resonancias cerebrales pueden enseñarnos sobre el envejecimiento)

Antes funcionaban emitiendo un tren de pulsos de electrones a velocidades de unos pocos attosegundos (la quintillonésima parte de un segundo). Los pulsos a estas velocidades crean una serie de imágenes, como fotogramas de una película, pero los científicos aún no captaban las reacciones y los cambios en un electrón que tienen lugar entre esos fotogramas. Para poder ver un electrón congelado en su lugar, los investigadores de la U. de Arizona generaron por primera vez un pulso de electrones de un solo attosegundo, que es tan rápido como se mueven los electrones, mejorando así la resolución temporal del microscopio, como una cámara de alta velocidad que capta movimientos que de otro modo serían invisibles.

“Estos movimientos ocurren en attosegundos. Pero ahora, por primera vez, podemos lograr una resolución temporal de attosegundo con nuestro microscopio electrónico de transmisión, y lo llamamos ‘attomicroscopía’. Por primera vez, podemos ver fragmentos del electrón en movimiento”, afirmó Hassan.

Los investigadores desarrollaron un artículo donde explican a detalle el funcionamiento del microscopio, el cual fue publicado recientemente en la revista Science Advances.

Investigadores de la Universidad de Arizona, de Estados Unidos, han desarrollado el microscopio electrónico más rápido del mundo que puede detectar un electrón en movimiento, un objeto que viaja tan rápido que podría dar muchas vueltas alrededor de la Tierra en un segundo.

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La herramienta que recibe el nombre de microscopio electrónico de transmisión, es utilizado por los científicos e investigadores para ampliar objetos hasta millones de veces su tamaño real con el fin de ver detalles demasiado pequeños que un microscopio óptico tradicional no puede detectar. En lugar de utilizar luz visible, este tipo de microscopio dirige corriente de electrones a través de la muestra que se esté estudiando. La interacción entre los electrones y la muestra es captada por lentes y detectada por un sensor de cámara para generar imágenes detalladas de la muestra.

Mohammed Hassan, profesor asociado de física y ciencias ópticas, explicó que el microscopio creado recientemente es como una cámara muy potente en la última versión de los teléfonos inteligentes, el cual permite tomar fotografías de cosas que no se podían ver antes, como los electrones. “Con este microscopio, esperamos que la comunidad científica pueda comprender la física cuántica detrás de cómo se comporta un electrón y cómo se mueve un electrón”, dijo.

Los microscopios electrónicos ultrarrápidos se desarrollaron por primera vez en la década de 2000 y utilizan un láser para generar corrientes de electrones pulsados. Esta técnica aumenta enormemente la resolución temporal de un microscopio, es decir, su capacidad para medir y observar cambios en una muestra a lo largo del tiempo.

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Antes funcionaban emitiendo un tren de pulsos de electrones a velocidades de unos pocos attosegundos (la quintillonésima parte de un segundo). Los pulsos a estas velocidades crean una serie de imágenes, como fotogramas de una película, pero los científicos aún no captaban las reacciones y los cambios en un electrón que tienen lugar entre esos fotogramas. Para poder ver un electrón congelado en su lugar, los investigadores de la U. de Arizona generaron por primera vez un pulso de electrones de un solo attosegundo, que es tan rápido como se mueven los electrones, mejorando así la resolución temporal del microscopio, como una cámara de alta velocidad que capta movimientos que de otro modo serían invisibles.

“Estos movimientos ocurren en attosegundos. Pero ahora, por primera vez, podemos lograr una resolución temporal de attosegundo con nuestro microscopio electrónico de transmisión, y lo llamamos ‘attomicroscopía’. Por primera vez, podemos ver fragmentos del electrón en movimiento”, afirmó Hassan.

Los investigadores desarrollaron un artículo donde explican a detalle el funcionamiento del microscopio, el cual fue publicado recientemente en la revista Science Advances.