Durante siglos, los científicos creyeron que la luz, como todas las ondas, no podía enfocarse más abajo que su longitud de onda, justo por debajo de una millonésima parte de un metro. Ahora, los investigadores liderados por la Universidad de Cambridge han creado la lupa más pequeña del mundo,que enfoca la luz mil millones de veces más fuertemente, hasta la escala de átomos individuales.
En colaboración con colegas de España, el equipo usó nanopartículas de oro altamente conductoras para hacer la cavidad óptica más pequeña del mundo, tan pequeña que solo una molécula puede caber dentro de ella. La cavidad - llamada 'pico-cavidad' por los investigadores- consiste en una protuberancia en una nanoestructura de oro del tamaño de un solo átomo, y confina la luz a menos de una billonésima parte de un metro. Los resultados, reportados en la revista ciencia , abre nuevas formas de estudiar la interacción de la luz y la materia, incluida la posibilidad de hacer que las moléculas en la cavidad experimenten nuevos tipos de reacciones químicas, que podrían permitir el desarrollo de tipos de sensores completamente nuevos.
Según los investigadores, construir nanoestructuras con control de un solo átomo fue extremadamente desafiante. "Tuvimos que enfriar nuestras muestras a -260 ° C para congelar los escurridizos átomos de oro", dijo Felix Benz, autor principal del estudio.Los investigadores arrojaron luz láser sobre la muestra para construir las pico-cavidades, lo que les permitió observar el movimiento de un solo átomo en tiempo real.
"Nuestros modelos sugirieron que los átomos individuales que sobresalen podrían actuar como pequeños pararrayos, pero enfocando la luz en lugar de la electricidad", dijo el profesor Javier Aizpurua del Centro de Física de Materiales en San Sebastián, quien dirigió la sección teórica de este trabajo.
"Incluso los átomos de oro individuales se comportan como pequeños rodamientos de bolas metálicas en nuestros experimentos, con electrones conductores deambulando, lo cual es muy diferente de su vida cuántica donde los electrones están unidos a su núcleo", dijo el profesor Jeremy Baumberg del Centro de NanoPhotonics enEl Laboratorio Cavendish de Cambridge, quien dirigió la investigación.
Los resultados tienen el potencial de abrir un campo completamente nuevo de reacciones químicas catalizadas por la luz, lo que permite construir moléculas complejas a partir de componentes más pequeños. Además, existe la posibilidad de nuevos dispositivos de almacenamiento de datos opto-mecánicos, lo que permite escribir informacióny leída por la luz y almacenada en forma de vibraciones moleculares.
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Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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