Un equipo de científicos financiados por la Unión Europea ha descubierto una forma de generar haces de electrones rotatorios. La técnica, descrita en la revista Nature, se podría utilizar para analizar las propiedades magnéticas de los materiales e incluso se podría emplear para manipular partículas diminutas y ponerlas en movimiento.
El apoyo de la Unión Europea procedía del proyecto ESTEEM («Infraestructura europea distribuida de microscopia electrónica avanzada para la nanociencia»), que recibió 8,7 millones de euros de su presupuesto de 10 millones de euros de la línea dedicada a «Infraestructuras de investigación» del Sexto Programa Marco (FP6).
Los haces de electrones se utilizan desde hace muchos años para estudiar la materia. Los microscopios electrónicos de transmisión (TEM) son, actualmente, un elemento común en los laboratorios de todo el mundo. Sin embargo, un haz normal de electrones no proporciona a los investigadores información sobre las propiedades magnéticas de un objeto. Para ello, es necesario disponer de un haz en forma de vórtice de electrones que gire de forma parecida a como lo hace el aire en un tornado.
Ya hace un tiempo que se descubrieron los haces de luz en forma de vórtice, que se utilizan en aplicaciones como micromotores y «pinzas ópticas» que permiten a los científicos manipular partículas a escala micrométrica. Un haz de electrones en forma de vórtice proporcionaría a los científicos una herramienta para manipular nanopartículas, pero se ha comprobado que generar un haz de estas características es bastante difícil.
Este mismo año un equipo japonés consiguió generar un haz de electrones giratorio. La técnica empleada consistió en producir láminas de grafito y, a continuación, buscar un lugar donde dos o más láminas estuviesen alineadas formando una estructura en espiral. Esta estructura en espiral puede hacer que un haz de electrones que la atraviese adquiera también una forma en espiral. En teoría, es posible crear una estructura similar de forma artificial, pero en la práctica resulta extremadamente difícil porque requiere mecanizado a escala nanométrica.
En este estudio más reciente, un grupo de científicos de la Universidad de Amberes (Bélgica) y la Universidad Técnica de Viena (Austria) ha abordado el problema de otra manera. Este equipo ha creado una «máscara» en forma de rejilla en una hoja de platino de 100 nanómetros de espesor. La máscara contiene zonas transparentes y opacas que permiten e impiden, respectivamente, que los electrones la atraviesen. Al dirigir un haz de electrones hacia la máscara, se difracta tal como sucede con un haz de luz cuando atraviesa una rejilla fina. La forma de la rejilla está diseñada cuidadosamente para convertir un haz de electrones ordinario en un haz en forma de vórtice. Lo más importante es que, puesto que las dimensiones de la rejilla se miden en micras en lugar de nanómetros, es relativamente fácil de obtener.
Según escriben estos investigadores: «Esta técnica es un método que puede reproducirse para crear haces de electrones en forma de vórtice en un microscopio electrónico convencional». «Hemos demostrado cómo se pueden utilizar en espectroscopia por pérdida de energía de electrones para detectar el estado magnético de los materiales y describir sus propiedades. Nuestros resultados muestran que los haces de electrones en forma de vórtice son un recurso prometedor para nuevas aplicaciones, concretamente para analizar y manipular nanomateriales, y que se pueden generar fácilmente».
El profesor Peter Schattschneider de la Universidad Técnica de Viena es uno de los autores del artículo. «Estos haces de electrones se podrían utilizar de forma específica para poner ruedas diminutas en movimiento en un motor microscópico», destaca. «Además, el campo magnético generado por los electrones al girar se podría usar en las escalas más pequeñas». En última instancia, esta tecnología se podría aplicar a la transferencia de datos (criptografía cuántica) y en ordenadores cuánticos.
fuente: http://www.madrimasd.org/informacionidi/noticias/noticia.asp?id=45406
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