Una de las cámaras más rápidas del mundo ha logrado captar el movimiento de los electrones, para investigar su comportamiento.
La cámara que ha usado el equipo del Institute of Experimental and Applied Physics, de la Universidad de Kiel, en Alemania, es una de las más rápidas del mundo. La han desarrollado para que trabaje a 13 femtosegundos. Esta unidad de tiempo es el resultado de dividir en mil billones (de los españoles) un solo segundo.
Este instante no tiene lugar en términos humanos. Pero es que tampoco lo tiene el movimiento de los electrones. Por eso era necesaria una cámara de esta potencia, para poder registrar el movimiento de estas partículas elementales. El equipo de la Universidad de Kiel se ha dedicado a esta tarea, sobre la que no se ha explorado demasiado antes. El motivo es porque los movimientos son tan rápidos que es difícil estudiar algo así.
Para hacerse una idea, cuando un panel fotovoltaico convierte la luz en electricidad, la mayor parte de la energía solar se pierde. Esto se debe al comportamiento de los electrones dentro de los materiales. Cuando la luz impacta contra un material, estimula a los electrones energéticamente durante una fracción pequeñísima de segundo. Después, estos devuelven la energía al entorno. Este momento de transición, en el que los electrones están «energizados», si se permite la expresión, es el que ha investigado el equipo de Kiel.
Los científicos han podido investigar el intercambio de energía entre los electrones y su entorno en tiempo real. Esto tiene importantes implicaciones, pues las propiedades de un material dependen del comportamiento de sus átomos y electrones. En el experimento los científicos irradiaron grafito con un pulso electromagnético ultracorto y grabaron el movimiento de los electrones.
Cuando el objetivo desciende a las fronteras de la física
La cámara fue capaz de grabar cómo la energía en forma de luz se introducía y distribuía a través del sistema de electrones. El experimento puede tener aplicaciones futuras en lo que respecta a componentes ultrarrápidos de optoelectrónica.
La de la Universidad de Kiel no es la única cámara que ha desafiado los límites inferiores de la física. Se han desarrollado dispositivos capaces de captar los impulsos eléctricos entre las neuronas. Se trata de herramientas destinadas a la investigación. Pero la tecnología de consumo también avanza a buen ritmo.
No es comparable, pero el MIT diseñó una cámara que solo necesitaba un fotón para cada píxel. Con estas cualidades estaría más que solventado el problema de las fotografías oscuras. En cuanto a la velocidad, lo máximo alcanzado –en un nivel experimental, pero fuera del campo de la observación de partículas– se cifra en 4,4 billones de imágenes por segundo. Aún lejos, por supuesto, de cámaras como la utilizada en Kiel.
Imágenes: Universidad de Kiel
