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24/Ago/08

La superficie más lisa de todas es un espejo para átomos

Usted no miraría con malos ojos un momento de vanidad de parte de los creadores de lo que probablemente es el espejo más perfectamente plano jamás creado. Pero antes que estudiar sus propios reflejos, los científicos españoles esperan usarlo para crear un nuevo tipo de microscopio

Los microscopios electrónicos usan un rayo de electrones para magnificar las muestras hasta 2 millones de veces. Pero sea lo que sea que miren, se malogra, un problema cuando se examinan muestras biológicas delicadas.

Una ampliación similar debería ser posible usando un rayo de energía mucho más baja, un suave rayo de átomos de helio y registrar cómo se dispersan por una muestra. Pero desarrollar una superficie espejada capaz de reflejar y enfocar los átomos de helio eficazmente en un delgado rayo ha resultado ser difícil.

Dos se hacen uno

Los mejores resultados hasta ahora han venido de grupos de investigación que experimentan con delgadas superficies de silicio, que pueden estar combadas fácilmente en una forma convexa capaz enfocar los átomos de helio. Pero el silicio no es particularmente reflexivo. Apenas el 1% de los átomos de helio que llegan es centrado con exactitud, y el resultado son unas imágenes aumentadas y confusas.

Los materiales metálicos reflejan los átomos de helio mucho mejor pero son más difíciles de doblarlos precisamente en la forma correcta. Ahora los científicos de materiales de la Universidad Autónoma de Madrid, liderados por Amadeo Vázquez de Parga, han combinado silicio y metal para hacer lo que ellos dicen es la superficie más lisa jamás fabricada.

Hicieron el espejo casi perfecto colocando una delgada capa de plomo sobre una superficie de silicio. No es tan sencillo, porque cuando una muy delgada capa metálica es depositada sobre una superficie plana de silicio generalmente forma una capa irregular con protuberancias de tamaños diferentes que funcionan muy mal como un espejo para átomos de helio.

Bajo cero

Vázquez de Parga y su equipo encontraron que podían evitar las protuberancias superficiales si depositaban el plomo sobre la superficie de silicio a bajas temperaturas, entre -173° y -133° C. Esto parece alterar las propiedades cuánticas de los electrones en la película de plomo que modifica su crecimiento, de modo que se forma una "mágica" capa súper-lisa de grosor uniforme.

"La idea es crear una de estas capas mágicas a baja temperatura y luego calentar la muestra lentamente hasta la temperatura ambiente", dijo Vázquez de Parga a New Scientist.

El resultado final es una película de plomo perfectamente lisa que puede actuar como un espejo casi perfecto. La superficie es atómicamente plana, más del 90% de la película tiene exactamente el mismo grosor, hasta el nivel de átomos de plomo individuales. Puede enfocar más del 15% de los átomos de helio entrantes en un rayo ajustado, y Vázquez de Parga espera aumentar esta proporción hasta el 40%.

Bill Allison, en la Cambridge University, Reino Unido, conduce un equipo que experimenta con delgados espejos de silicio para enfocar rayos de helio. "[Este trabajo] representa un paso adelante clave para producir un dispositivo que enfoque los átomos de helio", dice.

"El paso siguiente es combinar la alta capacidad de reflexión con una superficie cuidadosamente deformada para crear un punto atómico en foco. Ése es todavía un gran desafío".

Fuente: New Scientist. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard

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Artículo original (inglés)
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