Por primera vez logran “sacarle” una radiografía a un solo átomo

Es muy probable que la mayoría de personas en el mundo sepan o conozcan qué son los rayos X. Sea porque han tenido que hacerles una radiografía para descartar o confirmar una fractura, o porque al llegar a un edificio o a un aeropuerto el personal de seguridad haya visto lo que llevan en sus maletas gracias a este tipo de radiación que fue descubierta en 1895 por el físico alemán Wilhelm Conrad Röntgen. (Puede leer: Arqueólogos revelan nuevos hallazgos en la necrópolis de Saqqara, en Egipto)

Sin embargo, pese a estarse utilizando desde hace casi 130 años, son pocos los objetos que no han podido ser observados a través de los rayos X. Los átomos, la parte más pequeña de la materia, es uno de estos. Hasta el momento, la cantidad más pequeña que se había podido radiografiar corresponde a un attogramo, que vendrían a ser 10.000 o más átomos.

Aunque radiografiar un átomo es el sueño de miles de científicos alrededor del mundo, la razón para que los rayos X no funcionen para “verlo” es muy sencilla: la señal de rayos X que produce un átomo es tan débil que los detectores de estos no alcanzan a detectarla, explica Saw Wai Hla, profesor de Física de la Universidad de Ohio (Estados Unidos). (Le puede interesar: Algunos alimentos ayudarían a evitar la pérdida de memoria relacionada con la edad)

Pero esto acaba de cambiar gracias a una investigación liderada por Hla, que también es científico del Laboratorio Nacional Argonne, un centro de investigación financiado por el gobierno de los Estados Unidos. Él y otros colegas de distintas universidades de EE. UU., Francia y China, lograron, por primera vez, radiografiar un solo átomo. Su investigación fue publicada recientemente en la revista Nature.

“Los átomos pueden visualizarse rutinariamente con microscopios de sonda de barrido, pero sin rayos X no se puede saber de qué están hechos. Ahora podemos detectar exactamente el tipo de un átomo concreto, uno a uno, y medir simultáneamente su estado químico”, comentó el profeso Han. (También puede leer: Aplicar descargas eléctricas débiles en el cerebro serviría para mejorar la memoria)

Lo que hicieron los científicos fue tomar dos átomos: uno de hierro y otro de terbio. Luego, los insertaron en “huéspedes moleculares”. “Para detectar la señal de rayos X de uno de los átomos, el equipo de investigación complementó los detectores convencionales de rayos X con un detector especializado formado por una punta metálica afilada colocada a una proximidad extrema de la muestra para recoger los electrones excitados por los rayos X”, explican desde la Universidad de Ohio.

De esta manera (que puede ver representada gráficamente a continuación), los científicos se aseguraban de que estuvieran recibiendo la información de un átomo en particular.

Para Han, este descubrimiento “transformará el mundo”, pues tendrá repercusión en las ciencias médicas y medioambientales. Tolulope Michael Ajayi, primer autor del artículo y quien adelanta sus estudios de doctorado en la Universidad de Ohio, explicó que “la técnica utilizada y el concepto demostrado en este estudio abren nuevos caminos en la ciencia de los rayos X y los estudios a nanoescala”.

Es muy probable que la mayoría de personas en el mundo sepan o conozcan qué son los rayos X. Sea porque han tenido que hacerles una radiografía para descartar o confirmar una fractura, o porque al llegar a un edificio o a un aeropuerto el personal de seguridad haya visto lo que llevan en sus maletas gracias a este tipo de radiación que fue descubierta en 1895 por el físico alemán Wilhelm Conrad Röntgen. (Puede leer: Arqueólogos revelan nuevos hallazgos en la necrópolis de Saqqara, en Egipto)

Sin embargo, pese a estarse utilizando desde hace casi 130 años, son pocos los objetos que no han podido ser observados a través de los rayos X. Los átomos, la parte más pequeña de la materia, es uno de estos. Hasta el momento, la cantidad más pequeña que se había podido radiografiar corresponde a un attogramo, que vendrían a ser 10.000 o más átomos.

Aunque radiografiar un átomo es el sueño de miles de científicos alrededor del mundo, la razón para que los rayos X no funcionen para “verlo” es muy sencilla: la señal de rayos X que produce un átomo es tan débil que los detectores de estos no alcanzan a detectarla, explica Saw Wai Hla, profesor de Física de la Universidad de Ohio (Estados Unidos). (Le puede interesar: Algunos alimentos ayudarían a evitar la pérdida de memoria relacionada con la edad)

Pero esto acaba de cambiar gracias a una investigación liderada por Hla, que también es científico del Laboratorio Nacional Argonne, un centro de investigación financiado por el gobierno de los Estados Unidos. Él y otros colegas de distintas universidades de EE. UU., Francia y China, lograron, por primera vez, radiografiar un solo átomo. Su investigación fue publicada recientemente en la revista Nature.

“Los átomos pueden visualizarse rutinariamente con microscopios de sonda de barrido, pero sin rayos X no se puede saber de qué están hechos. Ahora podemos detectar exactamente el tipo de un átomo concreto, uno a uno, y medir simultáneamente su estado químico”, comentó el profeso Han. (También puede leer: Aplicar descargas eléctricas débiles en el cerebro serviría para mejorar la memoria)

Lo que hicieron los científicos fue tomar dos átomos: uno de hierro y otro de terbio. Luego, los insertaron en “huéspedes moleculares”. “Para detectar la señal de rayos X de uno de los átomos, el equipo de investigación complementó los detectores convencionales de rayos X con un detector especializado formado por una punta metálica afilada colocada a una proximidad extrema de la muestra para recoger los electrones excitados por los rayos X”, explican desde la Universidad de Ohio.

De esta manera (que puede ver representada gráficamente a continuación), los científicos se aseguraban de que estuvieran recibiendo la información de un átomo en particular.

Para Han, este descubrimiento “transformará el mundo”, pues tendrá repercusión en las ciencias médicas y medioambientales. Tolulope Michael Ajayi, primer autor del artículo y quien adelanta sus estudios de doctorado en la Universidad de Ohio, explicó que “la técnica utilizada y el concepto demostrado en este estudio abren nuevos caminos en la ciencia de los rayos X y los estudios a nanoescala”.