Electrones y el carácter dual onda-partícula
Los investigadores, en el Instituto Fritz Haber de la Sociedad Max Planck, en cooperación con investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena, California, han proporcionado evidencias de que rompiendo la simetría de reflexión de estas moléculas mediante la introducción de dos isótopos pesados diferentes, en este caso Nitrógeno-14 y Nitrógeno-15, se llega a una pérdida parcial de coherencia. Los electrones empiezan entonces a localizarse parcialmente en uno de los dos, ahora distinguibles, átomos de nitrógeno. Los resultados pueden tener implicaciones para la construcción y control de "moléculas artificiales", que están hechas de puntos cuánticos semiconductores y son un posible componente de las computadoras cuánticas.
Las moléculas con átomos idénticos, y en consecuencia con simetría especular, se comportan como una doble rendija microscópica construida por la naturaleza. El nitrógeno es una de tales moléculas. En ella, cada electrón (con inclusión de los electrones internos altamente localizados) está simultáneamente en ambos átomos. Si ionizamos tal molécula con rayos X débiles, terminamos con una emisión coherente (por tanto, ondulatoria) proveniente de electrones fuertemente acoplados desde ambos lados atómicos. Esto es semejante a lo que ocurre en un experimento de doble rendija con electrones aislados no acoplados.
Por primera vez, los investigadores han sido capaces de mostrar el carácter coherente de las emisiones electrónicas de tal molécula, en este análogo al experimento de la doble rendija. Los físicos usaron un haz de rayos X débiles para desestabilizar los electrones más internos, y más fuertemente localizados, de la molécula de nitrógeno, siguiendo entonces su movimiento. Además, los investigadores consiguieron demostrar algo de lo que se ha dudado durante mucho tiempo: que una ruptura de la simetría especular de esta molécula, ocasionada por la introducción de dos isótopos diferentes de nitrógeno (nitrógeno-14 y nitrógeno-15) en la molécula N2, lleva a una pérdida parcial de coherencia en la emisión. Los electrones empiezan a localizarse parcialmente en uno de los dos, ahora no idénticos y por tanto distinguibles, átomos de nitrógeno. Esto es parcialmente equivalente a marcar una de las dos aberturas en el experimento de la doble rendija de Young para reconocerla.
|
