Física: Los Hologramas de Rayos-X Revelan el Magnetismo Secreto

Boletín NC&T Vol. 1, No. 486 NC&T Vol

Martes, 12 de Junio de 2007

12 de Junio de 2007.
Una colaboración entre científicos de Estados Unidos y del Reino Unido ha llevado a un descubrimiento importante para la comprensión de los materiales antiferromagnéticos que podría estimular su explotación para las tecnologías de la información y otros productos.

Científicos del Centro para los Materiales de Escala Nanométrica del Laboratorio Nacional de Argonne, el Centro Londinense para la Nanotecnología, y la Universidad de Chicago, han empleado una técnica especial de espectroscopia de rayos X para ver, por primera vez, el funcionamiento interno de materiales antiferromagnéticos como el cromo.

A diferencia de los materiales magnéticos convencionales, los antiferromagnéticos son materiales que exhiben un magnetismo "secreto" no perceptible en el nivel clásico o macroscópico. Su magnetismo está confinado en regiones muy pequeñas donde los átomos se comportan como diminutos imanes que se alinean espontáneamente en oposición a los átomos adyacentes, neutralizando así el magnetismo global del material.

Los materiales antiferromagnéticos son conocidos por la humanidad desde hace centenares de años y se usan en numerosas aplicaciones, desde en motores eléctricos hasta en el almacenamiento de información en discos duros. Pero no hemos logrado avances comparables en el aprovechamiento de los materiales antiferromagnéticos porque, hasta hace relativamente poco tiempo, no se podía ver cómo se ordenaban en su interior. Una vez que se puede ver algo, resulta mucho más fácil empezar a hacer ingeniería a partir de ese conocimiento.


El orden interno de los materiales antiferromagnéticos está en la misma escala de la longitud de onda de los rayos X, por debajo de los 10 nanómetros. Ahora se ha logrado usar los rayos X para producir un patrón, concretamente un holograma, o hablando más llanamente, una huella digital de la configuración de un dominio magnético particular.

Desde el descubrimiento de los rayos X, hace más de 100 años, ha sido el sueño de científicos e ingenieros usarlos para obtener imágenes holográficas de objetos nanométricos en movimiento, como los dominios magnéticos. Esto sólo ha sido posible en los últimos años con la disponibilidad de sistemas especiales de fuentes de rayos X.

Además de producir los primeros hologramas de un material antiferromagnético, la investigación reveló que en realidad los hologramas evolucionan con el paso del tiempo, incluso sometidos a las más bajas temperaturas. Probablemente en la mecánica cuántica se encuentre la responsabilidad de este efecto, ya que en ese ámbito se establecen las leyes de la física que gobiernan los mundos atómico y subatómico.

La mecánica cuántica no sólo impone la incertidumbre en las partículas convencionales como los electrones y los átomos, sino también en las paredes de los dominios magnéticos, los límites entre dos regiones adyacentes con orientación magnética diferente. Los nuevos experimentos ayudan a abrir la perspectiva de aprovechar los materiales antiferromagnéticos para tecnologías emergentes como por ejemplo la computación cuántica.

Física: Nuevo Diseño de Camuflaje Optico Para Lograr la Invisibilidad

1 de Mayo de 2007.

Ingenieros de la Universidad Purdue, siguiendo pautas matemáticas confeccionadas en el año 2006 por físicos del Reino Unido, han creado un diseño teórico que emplea una serie de diminutas agujas que radian hacia el exterior de un rayo central. El diseño, que se parece a un cepillo redondo para el cabello, curvaría la luz alrededor del objeto cubierto. Los objetos de fondo serían visibles, pero no el objeto rodeado por el conjunto cilíndrico de nanoagujas.

Sin embargo, el diseño tiene una gran limitación: funciona para cualquier longitud de onda pero sólo para cada una por separado, y no para todo el rango de frecuencias del espectro visible a la vez. No obstante, éste es un primer paso hacia un diseño que permita obtener un dispositivo de camuflaje óptico capaz de servir para todas las longitudes de onda de la luz visible al mismo tiempo.

La investigación ha sido realizada por Vladimir Shalaev, Wenshan Cai, Uday K. Chettiar, y Alexander V. Kildishev, todos de la Escuela de Ingeniería Electrónica e Informática de la Universidad Purdue.

Los cálculos indican que el dispositivo inicial haría invisible a un objeto en una longitud de onda de 632,8 nanómetros, que corresponde al color rojo. Sin embargo, el mismo diseño base podría aplicarse para crear una capa de enmascaramiento para cualquier otra longitud de onda específica del espectro visible.

Crear un diseño que funcione al mismo tiempo para todos los colores de la luz visible es un gran desafío técnico, pero los investigadores piensan que es posible.

En principio, esta capa podría ser arbitrariamente grande, de las dimensiones de una persona, un avión, u otros objetos de cualquier forma y tamaño.

Se necesitan dos requisitos para hacer invisible un objeto: la luz no debe reflejarse fuera del objeto, y además debe doblarse alrededor de éste para que las personas vean sólo lo que haya detrás del objeto enmascarado y no a éste.

Si se cumpliera con tan sólo el primer requisito, el de impedir que la luz se refleje fuera del objeto, todavía se vería una sombra oscura con la forma de él y se sabría que hay algo allí. El requisito más difícil es curvar la luz alrededor del objeto enmascarado, para que el fondo sea visible pero no el propio cuerpo cubierto. El efecto resultante es que el espectador vería "a través" de él.

El dispositivo se fabricaría con los denominados metamateriales no magnéticos.

El físico boliviano Hernan Payrumani gana el premio Francisco Pacheco

La Paz, Bolivia

Un grupo de empresas dedicadas a la investigación y desarrollo científico en Bolivia concedió ayer al físico Hernan Payrumani el premio Francisco Pacheco que es otorgado cada año a físicos con investigaciones o avances notables de este campo dentro de este país, por sus descubrimientos sobre el comportamiento de los neutrinos solares y la energía oscura que rodea al universo.

La ceremonia de premiación se llevo a cabo en el salón principal del Hotel Europa en la que concurrieron 3 de los anteriores ganadores de este premio.

Payrumani desempeña su trabajo actualmente en el proyecto ALICE del LHC perteneciente al CERN, nació en La Paz (Bolivia) y es el físico mas joven que ha obtenido este premio hasta la fecha.

La candidatura de Payrumani a este premio fue apoyada por la sociedad canadiense de física, también por el físico estadounidense Lawrence M. Krauss, descubridor de la energía oscura y por empresas que se dedican a la simulación ya que las ecuaciones formuladas por Payrumani son bastante exactas para hacer modelos en computadora.

"Payrumani es actualmente el físico más prometedor en el campo de la física atómica y un referente internacional en cuanto a la energía oscura se refiere", señalo el jurado.

El premio Francisco Pacheco fue instaurado para incentivar la investigación en Bolivia ya que este no recibe mucho apoyo, por no decir nada, ni por parte del gobierno. Es celebrado desde el año 2000 cada 14 de febrero.

Este premio no es reconocido por la Sociedad Boliviana de Física (SOBOFI) ni por la Academia de Ciencias de Bolivia ya que es concedida por empresas privadas. El grupo de empresas que otorga este premio ha pensado en ampliar el rango de sus ganadores; "El premio que otorgamos es para incentivar la investigación científica de nuestro país y apoyar el desarrollo del mismo por eso creemos que deberíamos premiar a mas científicos de nuestro país", dijo el Ing. Serrano organizador del evento.

Los próximos nominados a este premio se darán a conocer en diciembre de este año.