LOGRAN ANALIZAR UN SOLO ÁTOMO CON RAYOS X: UN AVANCE HISTÓRICO PARA LA CIENCIA

Un equipo internacional de científicos encabezado por el físico Saw Wai Hla logró un avance considerado histórico en la investigación científica: detectar y analizar un solo átomo utilizando rayos X, algo que durante más de un siglo había sido prácticamente imposible.

El estudio fue desarrollado por investigadores del Argonne National Laboratory en colaboración con diversas universidades, y representa un paso importante para áreas como la física, la química y la nanotecnología.

Durante décadas, los instrumentos científicos solo podían estudiar materiales con rayos X cuando las muestras contenían miles o incluso decenas de miles de átomos. Esto se debía a que la señal generada por un átomo individual es extremadamente débil. El límite técnico estaba alrededor de 10 mil átomos, lo que impedía analizar estructuras más pequeñas.

El equipo logró superar esa barrera mediante una técnica llamada microscopía de túnel con rayos X de sincrotrón (SX-STM). Con este método consiguieron detectar la “firma” de rayos X de un átomo individual, identificar el elemento químico del que se trata y determinar su estado químico específico.

Para demostrar la eficacia del método, los investigadores estudiaron átomos de hierro y de terbio insertados en moléculas diseñadas especialmente para el experimento.

El sistema combina dos tecnologías avanzadas. Por un lado, utiliza rayos X generados en un sincrotrón —un tipo de acelerador de partículas— que excitan los electrones del átomo. Por otro, emplea un microscopio de efecto túnel que coloca una punta metálica extremadamente fina casi en contacto con el átomo. Cuando los electrones excitados se mueven hacia esa punta, generan una señal que permite identificar el átomo y analizar su comportamiento.

Este avance podría tener aplicaciones importantes en el futuro. Entre ellas se encuentra el diseño de nuevos materiales construidos átomo por átomo, el desarrollo de dispositivos electrónicos más pequeños y eficientes, avances en computación cuántica y una mejor comprensión de reacciones químicas fundamentales.

Los rayos X fueron descubiertos en 1895 por Wilhelm Conrad Röntgen, y durante más de 120 años se han utilizado para estudiar materiales en cantidades relativamente grandes. La posibilidad de utilizarlos para analizar un solo átomo rompe esa limitación histórica.

Muchos especialistas consideran que este avance podría transformar la investigación en nanotecnología y ciencia de materiales en las próximas décadas, al permitir observar y manipular la materia en su nivel más fundamental.