La nanotecnología no comenzó a ser una realidad hasta que en 1981 Gerd Binnig y Heinrich Rohrer, que trabajaban para IBM descubrieron el microscopio de efecto túnel, que más tarde les haría ganar el premio nobel.
El microscopio de efecto túnel consigue escanear una superficie y revelar su estructura atómica, es decir, con este microscopio podríamos ver los átomos que la forman. Este invento no solo hizo posible la visión por primera vez de los átomos sino también su manipulación lo que llevo a los periódicos de todo el mundo la noticia de que se había conseguido escribir IBM con átomos:
El microscopio de efecto túnel se basa en una propiedad de la mecánica cuántica aun más asombrosa y que como muchas características de esta mecánica parece no tener sentido: el efecto túnel cuántico.
A nivel cuántico debemos tener en cuenta que nadie puede saber con exactitud dónde está algo, lo único que podemos hacer es decir donde es más probable que esté. Esto puede ser visualizado con una herramienta gráfica llamada nube de probabilidad. En la siguiente figura podemos ver la nube de probabilidad de un protón en el núcleo de un átomo de hidrogeno :
Las regiones menos difuminadas son aquellas en las que es más probable que el protón esté mientras que las más difuminadas(los bordes) son aquellas en las que es más improbable. Pero no nos equivoquemos, la razón por la que no sabemos exactamente (con un 100 % de proabilidad) donde está el protón no se debe a que no tengamos las herramientas para determinar su posición, sino que es una característica de la mecánica cuántica, y sus repercusiones son increíbles. Una de estas repercusiones es el conocido como efecto túnel cuántico.
Como hemos dicho no podemos determinar con exactitud donde esta un partícula, y esto implica por extensión, que tampoco podamos determinar dónde estará en el futuro, lo más que podemos hacer es decir, de nuevo, donde estará con más probabilidad. Así, supongamos ahora que nuestro protón se acerca a una barrera, como se muestra en la siguiente figura:
Aunque lo más probable es que esté en el centro de la nube, existe una pequeña posibilidad de que esté al otro lado de la barrera, de hecho en ciertas ocasiones lo estará. Por tanto sería como si la partícula crease un túnel a través de la barrera y lo atravesase.
Esto sería como si en la vida real lanzásemos repetidamente una pelota de tenis contra una pared, la mecánica clásica nos dice que rebotará pero la mecánica cuántica nos dice que existe una pequeña probabilidad de que la atraviese.
Aunque esto puede sonar a locura o a ciencia ficción no es así, es un hecho, y la demostración de que es así se encuentra en los antes comentados microscopios de efecto túnel, los cuales se valen de este fenómeno para revelarnos la estructura atómica de las cosas y permitirnos incluso manipularla abriendo la puerta a un futuro nanotecnológico.
Fuentes:
Explicacion extraida de
Imagen atomos IBM
Paginas wikipedia (en ingles)
No hay comentarios:
Publicar un comentario