Científicos crean hologramas de electrones

Hologramas subatómicos,  imágenes de información microscópica podrían ser de enorme utilidad para la ciencia, en un campo que se abre con experimentos recientes en el Instituto AMOLF de Holanda.

"Hemos demostrado experimentalmente que es posible hacer hologramas tomando un electrón de una molécula y, usando un campo laser, redirigir el electrón hacia la molécula", dijo el coautor del experimento Marc Vrakking.

En los experimentos, los científicos dirigieron un intenso laser infrrarojo  a un átomo, en lo que resultó en la ionización del átomo, liberando un electrón. El campo laser causa que el electrón liberado oscile hacia afuera y hacia el ión, lo que a veces resulta en un destello de radiación.

Ya que la moción del electrón es completamente coherente, lo que significa que está en la misma fase, los científicos descubrieron que se pueden aplicar técnicas holográficas para grabar información del ión y del electrón. La clave para la formación de la imagen holográfica del electrón es observar la interferencia entre una onda de referencia (emitida por el electrón y que no interactúa con el ión) y la onda de señal (que se desprende del ión y codifica la estructura). Cuando la onda de referencia y la de señal interfieren en un detector, la información codificada del electrón y del ión es almacenada y puede ser observada en el futuro. El resultado es el holograma de un átomo producido por sus electrones.

Los científicos desarrollaron modelos teóricos para simular las mediciones, confirmando que el holograma había almacenado  información espacial y temporal de los electrones y  de los iones. Usando  las estructuras holográficas para desarrollar una nueva ultrarrápida espectroscopía fotoelectrónica, los investigadores podrían medir directamente los movimientos del electrón y del ión a microescalas de tiempo de 10−18 de segundo. Esto sería útil para entender las reacciones químicas que suceden al nivel básico del mundo cuántico, que no pueden ser entendidas por otros métodos. En cierta forma, estos hologramas podrían ser una ventana al interior de la materia.