Efecto túnel visible en cor

Un dos efectos máis coñecidos da física cuántica, o efecto túnel, puido ser cuantificado con gran precisión nun experimento con luz. Un equipo internacional de físicos, entre os que se atopan investigadores dos centros DIPC e CFM de Gipuzkoa, aproveitou a interacción entre os electróns e a luz paira analizar o efecto “desde dentro” mediante a combinación de métodos ópticos e eléctricos.

No estudo, ademais dos físicos de Gipuzkoa, participaron os físicos das Universidades Cambridge e Paris Sud, e os resultados foron publicados hoxe na revista Nature.

--> Javier Aipzurua, uno dos responsables da investigación, no programa de televisión Teknopolis "Gerturik"

--> Investigación explicada por Aizpurua no programa Norteko Ferrokarrilla

O experimento realizouse con dúas esferas de ouro nanoscópicas. A medida que as esferas se achegan entre si, o comportamento dos electróns que teñen sobre a superficie varía. Ao principio créase un axuste entre as esferas una e outra que oscilan de maneira especial. O modo de oscilación de cada electrón é coñecido polos físicos como plasmones. É entón cando os físicos emitiron luz branca ao espazo entre as dúas esferas, onde a luz arróibase por efecto dos plasmones. Por tanto, a presenza de luz vermella indica a presenza de plasmones. En definitiva, todo o sistema compórtase como una antena óptica.

Pero aí aínda non hai efecto túnel. Paira iso, os físicos achegaron aínda máis as esferas. Cando están a menos de 0,35 nanómetros (aínda que sen contacto), os electróns saltan dunha esfera a outra. Crese que sería imposible que os electróns saltasen, xa que as esferas non se tocan entre si, xa que o potencial eléctrico do oco intermedio non permite saltar aos electróns. Pero na práctica ocorre. É o efecto dun túnel no potencial.

Neste experimento, cando os electróns saltan da esfera á esfera, a luz cambia de cor, de vermello a azul. Isto é debido ao cambio na distribución das cargas eléctricas. O número de electróns que hai en cada esfera varía, polo que as oscilacións da zona intermedia, os plasmones, tamén cambian.

Os investigadores chamaron ao experimento “bico cuántico” porque as dúas esferas danse un “bico” entre si, intercambian electróns, cando están moi preto pero sen tocarse.

Os físicos combinaron métodos ópticos e eléctricos paira medir con precisión a influencia do efecto túnel. A medida que as esferas se van achegando, medíronse as lonxitudes de onda da luz producida e o campo eléctrico do plasmón, o que permitiu analizar os detalles do efecto túnel. Javier Aizpurua, investigador do DIPC, quixo destacar que o experimento se realizou nas condicións que se dan nunha antena óptica, é dicir, a temperatura ambiente e presión. O valor desta investigación radica precisamente na creación dun modelo moi concreto paira dispositivos electroópticos sobre o que ocorre na escala de nanómetros.