Electrones tuneados

Laboratorio de Ursula Keller en el ETH de ZurichEl grupo del instituto ETH de Zurich que dirige Úrsula Keller ha conseguido medir el retraso que sufren los electrones al atravesar una barrera por efecto túnel. El efecto túnel es una de las consecuencias inmediatas al construir una teoría ondulatoria para partículas, como la mecánica cuántica. Este efecto está absolutamente demostrado en el laboratorio y se utiliza de forma habitual en aparatos como el microscopio de efecto túnel. Tal como vimos en clase, la mecánica cuántica nos permite calcular el flujo de partículas que atravesará una barrera de potencial por efecto túnel y esto es lo que se ha comprobado experimentalmente en múltiples ocasiones.

Esquema del experimentoLa novedad de la investigación desarrollada por el grupo de Ursola Keller consiste en que han conseguido medir el retraso que sufren las partículas al atravesar una barrera de potencial por efecto túnel y esto es la primera vez que se mide. La dificultad de medir este  retraso consiste en que si queremos que exista efecto túnel la barrera tiene que ser muy estrecha y el tiempo el tiempo de retraso será por tanto muy pequeño. De hecho es del orden de 500 attosegundos (500x10-18 segundos). Las medidas las realizan mediante lo que han denominado "attoreloj" (reloj de attosegundos), que se basa en un láser de pulsos que emite el infrarrojo y que está polarizado circularmente. En su dispositivo experimental el pulso del láser se mueve a lo largo de una trayectoria helicoidal. El campo eléctrico tarda 2.4 femtosegundos en rotar una vuelta completa, y este campo eléctrico jugaría el papel de "manecilla del reloj". Al incidir con el láser sobre un átomo de Helio, uno de los electrones puede salir por efecto túnel dejando el átomo ionizado. Finalmente el electrón emitido se mide mediante un detector.

Como resultado, han obtenido que los electrones no sufren prácticamente ningún retraso al atravesar la barrera de potencial. Este resultado parece ser contradictorio con las predicciones de la mecánica cuántica. Sin embargo, el físico teórico Harm Geert Muller ha rehecho los cálculos sobre el experimento y ha concluido que los resultados experimentales están de acuerdo con los resultados numéricos que se obtienen resolviendo la ecuación de Schrödinger.

Actualizado ( Jueves, 19 de Febrero de 2009 17:28 )
 

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