Observados por primera vez electrones "en el limbo"
(NC&T) Hrvoje Petek, profesor de Física de la Universidad de Pittsburgh y codirector del Instituto PINSE de nanociencias e ingeniería, ha publicado recientemente dos informes que clarifican cómo se comportan los electrones sobre varias superficies.
En el primer estudio, Petek y Miroslav Nyvlt, de la Universidad Charles de Praga, exploraron las propiedades de los metales bajo luz muy intensa, una situación donde la física clásica de la emisión de electrones por los metales emerge de sus raíces cuánticas. Encontraron que cuando la luz de una cierta energía e intensidad se hace incidir sobre una superficie metálica, algunos electrones en el metal quedan atrapados en la superficie (es decir, ni se emiten ni se reabsorben en el metal). Como dice Petek, los electrones están "en el limbo".
Estos electrones sufren el proceso de "reflexión total interna", un proceso bien conocido para la luz, pero observado por primera vez por Petek y Nyvlt en los electrones.
Estos resultados podrían llevar a la posibilidad de transmitir electrones sin dispersión, sobre distancias mayores que las previamente posibles. Por ejemplo, los electrones en la superficie de nanotubos de carbono podrían excitarse para permitir transistores muy pequeños y rápidos.
En el segundo estudio, Petek y Kenneth Jordan, profesor de química e investigador de la Universidad de Pittsburgh, hacen un nuevo progreso en la extracción del hidrógeno a partir del agua, usando el dióxido de titanio como catalizador.
En un artículo publicado en la revista Science de mayo del 2005, Petek y Jordan ya presentaron sus resultados sobre las propiedades del agua en la superficie del dióxido de titanio. En su experimento actual, usaron el metanol en lugar del agua, porque descubrieron que los electrones excitados duran mucho más tiempo en el metanol que en el agua, permitiendo ello una mejor observación de las reacciones químicas.
Esta investigación muestra cómo los protones en las moléculas del metanol se mueven de tal manera que controlan la reabsorción de los electrones en el dióxido de titanio. Tal movimiento armonizado entre los protones y los electrones es necesario para convertir la luz en energía química en las superficies sólidas, así como en las proteínas que se alimentan de la luz.
El trabajo para el primer estudio se realizó en el Instituto Max Planck para la Física de las Microestructuras, en Halle, Alemania. Otros coautores fueron: Francesco Bisio, actualmente en la Universidad de Génova, Jirka Franta, actualmente en la Universidad Charles, y Jürgen Kirschner, director del Instituto Max Planck.
Además de Petek y Jordan, los coautores del segundo estudio son Jin Zhao, Ken Onda, y Bin Li, del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Pittsburgh, y Jinlong Yang de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China.
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