Descubren nueva forma de estudiar nanoestructuras

Científicos del Instituto Tecnológico de Georgia han descubierto un fenómeno que permite la medición del movimiento mecánico de nanoestructuras usando el efecto Josephson. Los resultados de esta investigación pueden emplearse para identificar y caracterizar las propiedades estructurales y mecánicas de nanopartículas, incluyendo materiales de interés biológico.

El efecto Josephson se refiere al trabajo que Brian Josephson publicó en 1962 con relación al flujo de una corriente eléctrica entre superconductores. En este trabajo, por el que compartió un Premio Nobel en 1973, Josephson predijo que cuando se mantuviera una diferencia de voltaje constante entre dos superconductores débilmente unidos, separados por una delgada barrera aislante (un arreglo ahora conocido como Unión de Josephson), fluiría una corriente eléctrica alterna a través de la unión. La frecuencia de las oscilaciones de la corriente está directamente relacionada con el voltaje aplicado.

Estas predicciones fueron totalmente confirmadas por un inmenso número de experimentos, y el voltio estándar se define ahora en términos de la frecuencia de la corriente alterna de Josephson. El efecto Josephson tiene numerosas aplicaciones en la física, la computación y las tecnologías de los sensores. Puede ser utilizado para la detección con sensibilidad extraordinariamente alta de la radiación electromagnética, los campos magnéticos muy débiles y en los bits de la computación cuántica en superconductores.

El físico experimental Alexei Marchenkov y el teórico Uzi Landman del Tecnológico de Georgia han descubierto ahora que el efecto Josephson puede emplearse para detectar el movimiento mecánico de los átomos colocados en la unión de Josephson.

La perspectiva de poder explorar y quizás utilizar fenómenos de la escala atómica usando este efecto, resulta muy prometedora.

Marchenkov y Landman planean continuar explorando los efectos oscilatorios en las uniones de enlaces débiles, empleando la información obtenida a través de estos estudios para determinar las características oscilatorias, los arreglos atómicos y los mecanismos de transporte en nanoestructuras metálicas, orgánicas y biomoleculares.

Uno de sus objetivos es el desarrollo de dispositivos y metodologías para sensores que se aprovechen de las peculiaridades desveladas con esta nueva investigación.

Info original en:

• Georgia Tech