Una nueva forma sencilla de medir las interacciones de pares de electrones evitando el sincrotrón

Al disparar un rayo de luz o partículas en ciertos materiales especiales se pueden liberar pares de electrones, un fenómeno conocido como «emisión de pares de electrones», que puede revelar las propiedades fundamentales de los sólidos e información necesaria para diseñar nuevos materiales para aplicaciones futuras.

Un equipo liderado por investigadores del Instituto Max Planck para la Física de Microestructuras, en Alemania, ha desarrollado una nueva manera de medir la emisión de pares de electrones directamente mediante la combinación de dos instrumentos de laboratorio comunes llamados espectrómetros de tiempo de vuelo, como describen los expertos en la revista ‘Applied Physics Letters’.

   Al disparar un rayo de luz o partículas en ciertos materiales especiales se pueden liberar pares de electrones, un fenómeno conocido como «emisión de pares de electrones», que puede revelar las propiedades fundamentales de los sólidos e información necesaria para diseñar nuevos materiales para aplicaciones futuras.

   Medir las emisiones de pares de electrones siempre ha sido difícil porque tradicionalmente se hacía utilizando fuentes de luz sincrotrón altamente costosas, disponibles en unos pocos laboratorios de todo el mundo. Nadie ha encontrado una manera de medir rutinariamente interacciones de pares de electrones sobre una mesa de laboratorio estándar.

   «Einstein recibió el Premio Nobel por su explicación del efecto fotoeléctrico, que fue publicado en 1905. Einstein consideró la posibilidad de que la energía del fotón pueda ser transferida a más de un electrón», destaca Michael Huth, investigador postdoctoral en el Instituto Max Planck de Física de Microestructuras. «La existencia de este proceso proporciona acceso directo a la fuerza de correlación de electrones», agrega.

   Un par de electrones está «alborotado» por un solo fotón desde un punto de vista experimental, lo que requiere de la combinación de una fuente de luz adecuada y espectrómetros de electrones. Desarrolar una configuración así implica un «esfuerzo significativo», según Huth, quien explica que el equipo apodó su configuración de la cámara de fotoemisión «Hydra» porque sus dos espectrómetros de tiempo de vuelo dotan a la cámara de una apariencia de múltiples cabezas.

   El equipo investigó el óxido de níquel (NiO), que, en teoría, debe tener fuertes efectos de correlación electrónica. Mientras medían la distribución de energía, los científicos se sorprendieron al descubrir que, en contraste con el metal, la suma de la energía del par de electrones no muestra rasgos prominentes.

   «Observamos que los metales y el óxido de níquel se comportan de manera muy diferente -destaca Huth–. Esto implica que nuestra técnica permite cuantificar la intensidad de correlación electrónica». La cuantificación de la fuerza de correlación de electrones de un material de estado sólido es importante porque permite a los investigadores caracterizar sus propiedades útiles, incluyendo la superconductividad y la transición metal-aislante, por ejemplo.

ep

ARTÍCULOS RELACIONADOS

DEJA UNA RESPUESTA

Por favor ingrese su comentario!
Por favor ingrese su nombre aquí

Otras noticias de interés