Una lupa que permite ver los enlaces químicos entre átomos

Es un avance de la Universidad de Cambridge, el CSIC y la Universidad del País Vasco

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Simulación de cómo la luz es "guiada" para permitir ver objetos de tamaño atómico.. Crédito imagen: credit: NanoPhotonics Cambridge/Bart deNijs

Durante siglos, los científicos creyeron que la luz, como todas las ondas, no podía ser enfocada por debajo de su longitud de onda, la millonésima parte de un metro. Con los ojos desnudos, es decir sin ningún instrumental, existe un límite físico que no se puede sobrepasar debido al límite de difracción: no se pueden ver objetos menores que la longitud de onda de la luz empleada. Si un objeto mide menos de 200 nanómetros es imposible verlo. Pero ahora esa frontera se ha roto en mil pedazos. Un equipo de científicos de las universidades de Cambridge, el País Vasco y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han pasado de la millonésima parte de un metro, a la milmillonésima parte, gracias a la lupa más pequeña del mundo. Con ella es posible ver hasta la escala de los átomos individuales.

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Los expertos utilizaron nanopartículas de oro altamente conductoras para fabricar una cavidad en la que apenas si entra una molécula. El hueco está formado por una protuberancia en una nanoestructura de oro del tamaño de un solo átomo y confina la luz a menos de una milmillonésima parte de un metro, como si se hicieran pasar la luz por el ojal de una aguja, de un tamaño ridículamente pequeño. Los resultados, publicados en la revista Science, abren nuevas formas de estudiar la interacción de la luz y la materia, incluyendo la posibilidad de hacer que las moléculas en la cavidad experimenten nuevos tipos de reacciones químicas, lo que podría permitir el desarrollo de sensores completamente nuevos o un nuevo campo de reacciones químicas catalizadas por la luz. Para darnos una idea fueron capaces de ver el movimiento de un solo átomo en tiempo real.

De acuerdo con los responsables de este avance, la construcción de esta “lupa” fue extremadamente difícil. “Tuvimos que enfriar nuestras muestras a -260 ° C – explica Felix Benz, uno de los autores del estudio – con el fin de congelar los átomos de oro que no dejaban de moverse”.

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