Científicos logran la primera radiografía de un solo átomo en la historia
Este descubrimiento tiene el potencial de revolucionar la forma en que los científicos detectan y estudian materiales.
Científicos logran la primera radiografía de un solo átomo de la historia, este descubrimiento tiene el potencial de revolucionar la forma en que los científicos detectan y estudian materiales, además de dar lugar a nuevas tecnologías en campos como la información cuántica y la investigación médica.
Según los investigadores de la Universidad de Ohio, señalan que cuando los rayos X (color azul) iluminan un átomo de hierro (bola roja en el centro de la molécula), los electrones del núcleo se excitan. A continuación, los electrones excitados por rayos X se canalizan hacia la punta del detector (gris), a través de orbitales atómicos/moleculares superpuestos, que proporcionan información elemental y química del átomo de hierro.
En la actualidad, empleamos rayos X de alta energía para asistirnos en la comprensión de átomos y moléculas, así como en su organización. Por medio de la captura de rayos difractados, reconstruimos las configuraciones cristalinas de estos elementos.
Sin embargo, hasta la fecha, la cantidad más pequeña que se había podido radiografiar de una muestra es un attogramo (unos 10.000 átomos o más), pues la señal de rayos X producida por un átomo es extremadamente débil.
Pero ahora, por primera vez en la historia, un grupo de investigadores dirigido por el físico Tolulope Ajayi de la Universidad de Ohio y el Laboratorio Nacional de Argonne, han usado rayos X, para caracterizar las propiedades de un átomo individual. Este avance demuestra que esta técnica puede emplearse para comprender la materia a nivel de sus componentes más diminutos.
SX-STM
Existen varias técnicas para utilizar rayos X y observar cómo se estructuran las cosas en escalas extremadamente pequeñas.
Una de ellas es la técnica de rayos X de sincrotrón, en la cual los rayos X se aceleran a altas energías, para que emitan una intensa radiación.
Con el objetivo de investigar estructuras a escala atómica, Ajayi y su equipo emplearon una combinación de rayos X de sincrotrón y una técnica de microscopía llamada microscopía de túnel de barrido. Esta técnica utiliza una punta afilada que actúa como una sonda conductora, interactuando con los electrones del material de prueba mediante del fenómeno conocido como «tunelización cuántica».
Estas dos técnicas combinadas se conocen como microscopía de túnel de barrido de rayos X de sincrotrón (SX-STM). La radiación X amplificada excita la muestra, y un detector en forma de aguja recoge la fotoemisión resultante.
Fue así como lograron radiografiar el primer átomo individual de la historia, que era concretamente un átomo de hierro.
¿PARA QUÉ SIRVE?
Este descubrimiento tiene el potencial de revolucionar la forma en que los científicos detectan y estudian materiales, además de dar lugar a nuevas tecnologías en campos como la información cuántica y la investigación médica.
«Los átomos pueden visualizarse de forma rutinaria 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, átomo por átomo, y medir simultáneamente su estado químico», ha explicado Ajayi en un comunicado de la Universidad de Ohio.
⚛ Este descubrimiento tiene el potencial de revolucionar la forma en que los científicos detectan y estudian materiales, además de dar lugar a nuevas tecnologías en campos como la información cuántica y la investigación médica👇🏽
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