El microscopio más rápido del mundo capta una quintillonésima de segundo
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El mundo subatómico es difícil de visualizar, no sólo por su escala diminuta, sino también por su dinámica increíblemente rápida. Físicos de la Universidad de Arizona han desarrollado el microscopio electrónico más rápido del mundo, capaz de captar sucesos que duran tan sólo una quintillonésima de segundo.
El reto de captar sucesos de attosegundos
Mientras que una cámara de alta velocidad con velocidades de obturación de milisegundos puede captar a una persona corriendo, los microscopios electrónicos más rápidos pueden registrar sucesos en la escala de los attosegundos, es decir, una quintillonésima de segundo, por lo que los milisegundos parecen una eternidad en comparación.
Para ponerlo en perspectiva, un segundo contiene tantos attosegundos como segundos hay en 31.700 millones de años, un lapso de tiempo que supera ampliamente la edad del universo.
Récords de precisión en attosegundos
Los intentos anteriores llegaron hasta los 43 attosegundos, calificados por los investigadores como «el evento controlado más corto jamás creado por la humanidad». El equipo de la Universidad de Arizona ha logrado ahora una precisión aún mayor, congelando el tiempo en tan sólo un attosegundo.
Este avance se basa en investigaciones anteriores de Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L’Huilliere, que recibieron el Premio Nobel de Física en 2023 por crear los primeros pulsos de luz de attosegundos medibles.
El nuevo estudio introduce un «attomicroscopio», que utiliza un pulso de luz ultravioleta para liberar electrones ultrarrápidos en el microscopio.
A continuación, estos electrones se exponen a un pulso de láser polarizado, dividido en dos haces y que llega en tiempos ligeramente diferentes. Este proceso genera un pulso de electrones «en compuerta» capaz de obtener imágenes de muestras, como el grafeno, con una resolución de attosegundos.
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Este avance permite observar movimientos ultrarrápidos de electrones que antes eran invisibles. Los investigadores sugieren que este avance podría tener un impacto significativo en la física cuántica, la química y la biología.
Un hito en la resolución temporal
Mohammed Hassan, uno de los autores del estudio, destacó el antiguo objetivo de mejorar la resolución temporal en microscopía electrónica. Estos movimientos se producen en attosegundos y, por primera vez, somos capaces de lograr una resolución temporal de attosegundos con nuestro microscopio electrónico de transmisión, lo que denominamos ‘attomicroscopía’. Esto nos permite visualizar el movimiento de los electrones con un detalle sin precedentes.
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