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Imagínate ser empujado por un mosquito. Experimento en el Technion abre las puertas a fascinantes descubrimientos tecnológicos.

descubrimientos tecnológicos

Créditos de las imagenes: Wikimedia – kevint3141.

Sciencemag publica experimento en el Technion que abre las puertas a fascinantes descubrimientos tecnológicos.

Una regla general en la óptica es que la luz es insensible a las características que son mucho más pequeñas que su longitud de onda óptica.

De hecho, todo el concepto de “índice de refracción” surge del hecho de que la luz experimenta un medio como un todo, que no responde a los átomos individuales.

Sin embargo, un nuevo experimento en el Technion Institute of Technology muestra que incluso las características que son más de 100 veces más pequeñas que la longitud de onda todavía pueden ser detectadas por la luz.

El trabajo realizado por Hanan Herzig Sheinfux y el Dr. Yaakov Lumer del Technion, en colaboración con el Dr. Guy Ankonina y el Profesor Guy Bartal (Technion) Y el Profesor Azriel Genack (Universidad de la Ciudad de Nueva York), examina una pila de capas nanométricamente (cada capa es en promedio 20.000 veces más delgada que una hoja de papel).

El grosor exacto de las capas es deliberadamente aleatorio. Por lo general, este trastorno nanométrico no debe tener importancia física: la luz sólo experimenta las propiedades promedio, como si se tratara de un medio homogéneo.

Pero, en este experimento, un aumento de espesor de 2nm (~ 6 átomos) en una sola capa en algún lugar dentro de la estructura es suficiente para cambiar la cantidad de luz reflejada en un ángulo de incidencia específico.

Además, el efecto combinado de todas las variaciones aleatorias en todas las capas manifiesta un fenómeno físico importante llamado localización de Anderson, pero en un régimen donde se creía que tenía efectos pequeños.

La localización de la onda fue descubierta por primera vez en 1958 por Philip W. Anderson, que fue galardonado con el Premio Nobel por ello en 1977.

La localización de Anderson es un efecto notoriamente difícil de demostrar en el laboratorio.

En particular, cuando las características aleatorias de una muestra son mucho más pequeñas que la longitud de onda, la localización de Anderson no tiene prácticamente ningún efecto.

De hecho, la disposición aleatoria de los átomos en un material como el vidrio no es observable con la luz visible: el cristal parece completamente homogéneo, incluso bajo el mejor microscopio óptico.

Pero el efecto de localización visto en este experimento reciente es sorprendentemente potente.

¿Cómo es esto posible?

Imagínese ser empujado por un mosquito. Normalmente, los mosquitos son demasiado débiles para empujar algo tan pesado como una persona adulta.

Sin embargo, si usted está caminando en una cuerda floja, incluso un empuje relativamente pequeño puede tener un efecto grande.

Todas las otras fuerzas están equilibradas y el efecto del mosquito se amplifica efectivamente (técnicamente, el empuje de un mosquito es tan débil que esta amplificación sería probablemente ineficaz, pero el principio permanece).

En un modo análogo, mientras que el trastorno nanométrico es muy débil, este experimento se llevó a cabo cerca del umbral de la reflexión interna total – un punto de estabilidad frágil, análogo al de pie sobre la cuerda floja y la influencia del trastorno fue efectivamente amplificada.

Estos resultados son una prueba de concepto que puede allanar el camino para nuevas aplicaciones importantes en la detección.

Este enfoque puede permitir el uso de métodos ópticos para realizar mediciones de defectos nanométricos en chips de computadora y dispositivos fotónicos.

Dado que se espera que este enfoque óptico sea más rápido y menos costoso que las mediciones usando electrones o rayos X, estos resultados tienen un impacto potencial significativo para futuras tecnologías de fabricación y la ciencia.

 
 

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