LUMINOSIDAD CUANTICA EN LOS NANOHILOS

Luminosidad-cuantica-en-los-nanohilos_image365_
Una investigación ha desarrollado una nueva estructura cuántica capaz de emitir fotones individuales de color rojo. El avance, que se publica en la revista Nature Materials, se basa en el confinamiento cuántico que se genera en cada uno de los puntos y que les permite modular la energía de la luz que emiten.
En este trabajo han participado investigadores de la Universidad de Zaragoza, el Institut de Recerca en Energia de Catalunya (IREC), la Universidad de Barcelona y del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona del CSIC.
El investigador Jordi Arbiol de este último explica: “El resultado final son hilos unidimensionales, de tamaño nanométrico, compatibles con la tecnología electrónica actual, que permitirían crear dispositivos a mayor escala con un control total de la emisión de luz, fotón a fotón”.
Según el también profesor del ICREA, esta “es la primera vez que se consigue crear, visualizar y analizar este tipo de estructuras”.
La luz emitida por estos puntos cuánticos tiene una gran pureza o monocromaticidad, y su intensidad es superior a la de otros sistemas similares utilizados hasta el momento.
El director del IREC, Joan Ramón Morante, que también ha participado en el trabajo, augura “la posible utilización de estos nuevos sistemas para aplicaciones energéticas avanzadas”.
Para la investigadora de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza), coautora del trabajo, Anna Fontcuberta, “el hallazgo también supondrá un avance en el área de la información cuántica, ya que su emisión es extremadamente brillante y el ancho de línea muy delgado”.
Nature Materials.

¿TIENE ESPIN EL NUEVO BOSON DESCUBIERTO EN EL CERN?

boson-higgs
La semana pasada el director del CERN, Rolf Heuer, explicaba a SINC que pronto se podría decir que la partícula que descubrieron el año pasado es un autentico bosón de Higgs, en lugar de una parecida, un Higgs-like boson, como hasta ahora. Pero habrá que tener un poco más de paciencia, según los físicos reunidos estos días en La Thuile (Italia). La clave está en confirmar que una propiedad de la partícula, su espín, sea cero.
Una partícula de espín 0 –como un bosón de Higgs– es como un punto, según Stephen Hawking. Si su valor es 1 sería como una carta que hay que girar 360º para verla igual, pero si es 2 bastaría con darla media vuelta o 180º.
“Hasta que podamos delimitar con seguridad su espín, la partícula seguirá siendo un Higgs-like boson –bosón parecido a un higgs–”, subraya el director de Investigación del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), Sergio Bertolucci, “y solo cuando sepamos que esa propiedad es cero podremos llamarlo un bosón de Higgs”.
La declaración se refiere a la famosa partícula descubierta el año pasado en ese centro y se ha facilitado durante los encuentros científicos de Moriond que se celebran estos días en La Thuile (Italia). La semana pasada el director del CERN, Rolf Heuer, ya habló sobre este asunto en la Universidad de Oviedo y expresó su confianza en que pronto se pueda confirmar que el espín sea 0.
Ahora, los científicos insisten en que se requieren más análisis antes de ofrecer una afirmación definitiva sobre la partícula, aunque es verdad que los datos apuntan cada vez más a que es un bosón de Higgs. La clave para su identificación positiva es ver sus características y cómo interacciona con otras partículas.
La propiedad clave es el espín o momento angular –o de rotación– intrínseco. Si tiene espín nulo, entonces es un higgs, como apuntan con fuerza todos los datos hasta el momento. Pero si no, es algo diferente, posiblemente relacionado con la forma en que trabaja la gravedad. El resto de las partículas tienen un espín de ½ o 1, pero en este caso concreto hay que descartar una posibilidad remota, que su valor sea 2.
El concepto de espín no es fácil de entender. Según el científico Stephen Hawking en su libro Breve Historia del Tiempo “lo que nos dice realmente el espín de una partícula es cómo se muestra desde distintas direcciones”.
Una partícula de espín 0, como un bosón de Higgs, es como un punto: parece la misma desde todas las direcciones. Por el contrario, si su valor es 1 es como una flecha: parece diferente desde direcciones distintas y sólo si se gira una vuelta completa –360º– la partícula parece la misma.
El tema se complica con las partículas con espín ½, que no parecen las mismas al girarlas una vuelta. Hay que dar dos vueltas completas para conseguirlo, algo difícil de imaginar.
Por su parte, una partícula de espín 2 –como lo que tratan ahora de descartar los físicos– es como una flecha con dos cabezas: parece la misma si se gira solo media vuelta o 180º. Considerando el campo gravitatorio desde el punto de vista de la mecánica cuántica, la fuerza entre dos partículas materiales se transmite por una partícula de espín 2 que todavía no se ha observado: el gravitón.
Este asunto también lo están investigando los científicos del CERN, que incluso aunque descarten que el nuevo bosón tenga un espín 2 y efectivamente sea 0 como un higgs, todavía tendrán un largo trabajo por delante. El siguiente paso, que puede llevar años, sería confirmar si ese bosón es el largamente buscado del modelo estándar o algo más exótico.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS FOCOS LED

En este post, comentare sobre las múltiples ventajas que puedes aprovechar si apuestas por utilizar focos LED en tu casa, también mencionare sobre las desventajas que son mínimas y a mi forma de verlo no son necesariamente una desventaja. Los focos LED en un principio puede ser costosos, pero te aseguro que en pocos años recuperarás tu inversión y comenzarás a ahorrar enormes cantidades de energía y dinero. Te recomiendo comenzar con sólo 2 focos LED de prueba y ya verás cómo notarás la reducción de tu recibo desde el primer bimestre ( en México se paga de esta forma) Ventajas de los focos LED Los focos LED tienen muchas ventajas en cualquier aspecto comparándolos con los focos incandescentes, pero también tienen muchas ventajas sobre los focos ahorradores. -Consumen 85% menos energía que sus competidores. Puedes verificarlo usando la calculadora de la siguiente liga: http://187.174.219.24:8080/SitePages/Calculadora.aspx -Tienen un periodo de vida de 10 o 15 años, por lo tanto no tendrás que comprar nuevos focos para sustituirlos. -Los focos LED no producen calor así que el ambiente en general es más fresco. -La tecnología LED transforma directamente en luz monocromática por lo tanto no genera emisiones de luz ultravioleta ni infrarroja. -Con los focos LED puedes dirigir la luz a solamente el área deseada, no como los focos actuales que alumbran omnidireccionalmente. -Se encienden al instante. -Los focos LED duran hasta 100,000 horas, mientras que sus competidores duran entre 2 mil y 6 mil horas, es decir duran 17 veces más. -Los focos LED son más amigables con el medio ambiente ya que no contienen contaminantes como el mercurio, cadmio y plomo que usan los focos convencionales. -No necesitan Mantenimiento. A pesar de su larga vida, las luces LED no necesitan de ningún mantenimiento, algo que se vuelve muy importante cuando se instalan en lugares de difícil acceso para limpiar ó cambiar el foco. -Son reciclables y cumplen con la normativa europea de sustancias contaminantes RoHS. Desventajas de los focos LED -Los focos LED son direccionales, por lo que no se pueden utilizar para todas las aplicaciones. -El costo de los focos LED

Esta probablemente sea la mayor desventaja y la única, pero pensándolo bien podría no ser una desventaja. Los LED en comparación con sus competidores son mucho más costosos pero el precio se compensa sabiendo que es un foco que durará 10 veces más y ahorrara fácilmente el 50% de energía, lo que proporciona un retorno de inversión cuando llegan al 25% de su vida útil.

LA ENERGIA DE LAS CIUDADES, UN FACTOR MAS DEL CAMBIO CLIMATICO

cambio climatico
La influencia de las áreas urbanas sobre la circulación de la atmósfera alcanza miles de kilómetros
En la imagen de la Tierra vista de noche, desde satélite, destacan las concentraciones urbanas por la iluminación. / NASA
La energía que se desaprovecha en las grandes áreas urbanas del mundo desarrollado tiene una influencia mucho mayor de lo que se suponía en la circulación atmosférica mundial. No se trata solo de que las ciudades sean islas de calor, sino de que el calor residual de las emisiones del tráfico, la calefacción, el aire acondicionado y las industrias producen cambios en la circulación atmosférica global que explican anomalías observadas a miles de kilómetros de las ciudades, pero no explicadas hasta ahora por los modelos de cambio climático.
Investigadores de varios centros estadounidenses han unido sus fuerzas para incorporar el calor que resulta del consumo de energía de origen fósil a los modelos de clima globales. Han encontrado que los efectos de este factor, tales como el calentamiento en invierno de hasta 1 grado centígrado en Rusia, el norte de Asia y la zona central de Canadá son similares a los que se han observado en la realidad durante la segunda mitad del siglo XX. También explica el enfriamiento de hasta un grado centígrado que se ha observado en Europa occidental durante el invierno.
“La quema de combustibles fósiles no solo emite gases de efecto invernadero sino que también afecta directamente a las temperaturas debido al calor que escapa de fuentes como edificios y automóviles”, explica Aixe Hu, del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, (NCAR), que ha participado en el estudio, publicado en Nature Climate Change. “Aunque gran parte de este calor desaprovechado se emite desde las grandes ciudades, puede cambiar los patrones atmosféricos de forma que afecte a las temperaturas a distancias muy considerables
Dado que las mayores concentraciones urbanas se encuentran en el hemisferio Norte, el efecto se produce sobre todo en esta mitad del mundo. Además de las zonas citadas, en China hay un calentamiento de medio grado en invierno, mientras que en otoño el enfriamiento afecta extensamente a Rusia, Canadá, el medio oeste de Estados Unidos, mientras que se calienta el norte de Europa. Entre los cambios observados en la circulación atmosférica está un desplazamiento hacia el ecuador de la corriente de chorro invernal de latitudes medias, la que afecta a Europa occidental.
Aunque el efecto neto sobre las temperaturas medias globales de la energía emitida por las grandes áreas urbanas es prácticamente despreciable, a escala regional este efecto es cuantificable en algunas zonas. El calor residual total producido por la actividad humana constituye solo el 0,3% del calor total transportado en latitudes altas por las circulaciones atmosférica y oceánica, señalan los expertos citados por el NCAR.

¿QUE SON LAS CFL?

Foco ahorradorCFL significa “lámpara fluorescente compacta”, como su nombre lo indica se trata de versiones compactadas de las lámparas fluorescentes que son tubos largos que normalmente podemos ver en oficinas, escuelas y edificios gubernamentales.
El objetivo al crear las CFL es hacerlas llegar a todas las familias, y reemplazar por completo las bombillas incandescentes normales.
Las CFL pueden ahorrar hasta un 75% de energía en comparación con una bombilla normal, a pesar de que su costo es mayor, duran mucho más tiempo y la inversión que se realiza en ellas se paga rápidamente con el ahorro que generan.
Una lámpara fluorescente compacta genera una luz más fresca y por su tamaño se puede utilizar e cualquier aparato.
Como todas las lámparas fluorescentes la CFL contienen mercurio, lo cual genera problemas de contaminación al momento de ser desechadas.
En varios países del mundo, los gobiernos han establecido programas especiales de reciclaje para las lámparas fluorescentes compactas y vidrio en general.
Las lámparas fluorescentes compactadas son la segunda generación de luz eficiente, ya que solo necesita una fracción de energía de lo que utiliza una bombilla normal y además dura mucho más tiempo.
Aunque muchas personas están preocupadas por el riesgo que el mercurio podría representar para su familia en caso de que la lámpara se rompiera, en realidad la cantidad de mercurio contenida en una CFL es mínimo, y además tendrían que presentarse condiciones muy extremas para que pudiera generar daños fuertes a la salud.

¿CUALES SON LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS CFL?

CFLLas lámparas fluorescentes compactadas son versiones más pequeñas de la iluminación fluorescente.
Iluminación fluorescente de hoy es muy diferente y difícil de distinguir de las bombillas incandescentes. De igual manera tiene varias ventajas y desventajas que debemos considerar antes de optar por instalarlas en el hogar
Ventajas de las lámparas fluorescentes compactadas:
• Son hasta 4 veces más eficientes que las bombillas incandescentes.
• Puede reemplazar una bombilla incandescente de 100 vatios con una CFL de 22 vatios y ambas generarán la misma luz.
• La CFL ahorra entre un 50% y un 80% de energía en comparación con una bombilla normal.
• Puesto que una CFL gasta 1/3 de electricidad y dura hasta 10 veces más que una bombilla normal, las lámparas fluorescentes compactas son más baratos a el largo plazo.
• Al utilizar menos energía, las CFL ayudan a disminuir las emisiones de CO2, solo 1 bombilla puede reducir media tonelada de CO2 durante su vida útil.
• Son muy versátiles y se pueden utilizar en cualquier lugar donde se utilicen bombillas incandescentes.
Desventajas de las lámparas fluorescentes compactadas:
• Cuando se prenden y se apagan frecuentemente las CLF disminuye su tiempo de vida, es por eso que estas lámparas no son adecuados para lugares en los que se encendía la luz sólo brevemente, se recomienda utilizarlas únicamente en espacios donde no se encienda y se apague la luz con frecuencia
• Las CFL no están hechas para ser utilizadas con un regulador de intensidad, pueden quemarse rápidamente, lo mismo se aplica a la utilización de lámparas fluorescentes compactas con temporizadores.
• Cuando las CFL se utilizan al aire libre deben ser cubiertas y protegidas, también son sensibles a altas y bajas temperaturas, estos cambios en el clima pueden causar bajos niveles de luz.
• Tal vez lo más alarmante es la presencia de mercurio en las lámparas, ya que el mercurio es un metal toxico , por lo que se deben tener cuidados especiales al momento de desechar la bombilla.

FIBRAS DE CRISTAL FOTONICO PARA FILTRAR LUZ

Las fibras de vidrio se utilizan generalmente para transportar la luz a través de distancias largas – por ejemplo, la transmisión rápida de datos a través de Internet. Fibras de cristal fotónico (PCF) son una nueva variante de dichas fibras ópticas, que actualmente se usa principalmente en la investigación básica. Su sección transversal es una reminiscencia de un panal de pequeños tubos huecos que rodean el núcleo de ejecución a lo largo de la fibra circular. Se aseguran de que la única luz viaja en el núcleo donde se transporta con baja pérdida.
El comportamiento de transmisión de fibras de cristal fotónico cambia de manera significativa si se tuercen alrededor de su eje longitudinal – la transmisión de ciertas longitudes de onda se convierte en mucho más pobre. La fibra óptica se convierte en espiral y funciona como un filtro. El comportamiento se puede controlar muy fácilmente a través de la variante: con un toque más fuerte, las caídas en cambios de la transmisión hacia longitudes de onda mayores.
El equipo de investigadores que trabajan en Erlangen liderada por Philip Russell ha estudiado este efecto en detalle. Se aseguraron un extremo de un PCF y se utiliza un motor para hacer girar el otro con precisión alrededor de su eje durante la exploración de un láser de dióxido de carbono a lo largo de la fibra para calentar y ablandar el vidrio. La luz de una fuente supercontinuum, capaz de emitir luz casi igualmente en un amplio intervalo de longitudes de onda, se puso en marcha a continuación en el núcleo de la fibra retorcida y un analizador de espectro óptico utilizado para medir el espectro de transmisión, es decir, para averiguar qué longitudes de onda están suprimidos particularmente eficaz .
En el experimento, la transmisión en la gama de longitud de onda de 400 a 1000 nanómetros sumergió claramente en cuatro puntos que, como se esperaba, desplazado hacia longitudes de onda mayores cuando el PCF fue más retorcido. Los científicos también encontraron muy buen acuerdo con las simulaciones: “En estudios previos se explica el filtro con una especie de efecto red”, dijo Philip Russell. “Sin embargo, las longitudes de onda de los mínimos de transmisión habría tenido que aumentar con la duración del ciclo de giro. Nuestras medidas y las simulaciones muestran que exactamente lo contrario debe ser el caso.”
Russell explica el efecto del filtro con una analogía del siglo 19: en 1878, el físico Inglés John William Strutt (Lord Rayleigh) notó que el sonido se guió en un recorrido circular alrededor de la cúpula de la catedral de St. Paul en Londres. Esta “galería de los suspiros” efecto también existe en la óptica, por ejemplo cuando la luz rebota alrededor dentro de una microesfera de vidrio muchas veces, formando una resonancia de alta calidad en ciertas longitudes de onda ópticas.
Algo similar sucede con las longitudes de onda que se filtran en las fibras de cristal fotónico trenzados: resonancias orbitales aparecen en el revestimiento en forma de panal, causando poder para drenar lateralmente desde el núcleo en lugar de fluir hacia el frente, de modo que sólo muy poco de que llegue a la otro extremo. “Con una cámara sensible, sería posible ver el lado de las fibras que brillan con los colores que se ven particularmente fuertemente reprimidas”, explica Russell.
El científico anticipa interesantes aplicaciones técnicas para el efecto:. “Lo que es particularmente atractivo de todo es que podemos girar las PCF casi cualquier forma que desee después de que se han hecho Esto significa, por ejemplo, que tenemos una gran flexibilidad en la toma de filtros para longitudes de onda específicas. ” Estos componentes desempeñan un papel importante en muchas áreas: para la transferencia de datos ópticos, así como para sensores, láseres de fibra y amplificadores ópticos. También es posible variar la torsión a lo largo de las fibras, que permite que muchos filtros diferentes que se creará. Y, por último, esto hace que sea posible modificar las respuestas lineales y no lineales de las fibras y así influir en dos parámetros importantes para la generación de un supercontinuum.

MATERIAL TERMOELECTRICO MAS EFICIENTE DEL MUNDO

Se ha conseguido desarrollar un material termoeléctrico considerado el más eficiente del mundo para convertir el calor residual en electricidad.
Ésta es una noticia muy buena sobre todo si se tiene en cuenta que casi las dos terceras partes de la energía de entrada en la maquinaria existente en el mundo se pierden en forma de calor.
El material podría significar un cambio del paradigma ya que la poca eficiencia de los materiales termoeléctricos actuales ha limitado su uso comercial.
Ahora, con un material medioambientalmente muy estable, que se espera convierta en electricidad útil del 15 al 20 por ciento del calor residual, la termoelectricidad podría convertirse en una opción mucho más adoptada por la industria.
Las posibles áreas de aplicación incluyen el sector del automóvil (buena parte de la energía potencial de la gasolina sale por el tubo de escape en forma de calor), la industria pesada (con sectores como el de la fabricación de vidrio y ladrillos, las refinerías, las centrales eléctricas alimentadas con carbón o gas) y cualquier lugar donde operan de modo constante grandes motores de combustión (como en barcos de gran tonelaje, incluyendo los petroleros).
Las pérdidas de calor en tales sistemas pueden oscilar, con temperaturas que van de 400 a 600 grados centígrados (750 a 1.100 grados Fahrenheit), pero se trata de una franja ideal para el uso de los dispositivos termoeléctricos.
El nuevo material, desarrollado por el equipo del químico Mercouri Kanatzidis, de la Universidad del Noroeste en Chicago, Illinois, Estados Unidos, está basado en un semiconductor bastante común, el telururo de plomo.
Químicos, físicos, expertos en materiales e ingenieros mecánicos de la citada universidad, así como de la Universidad Estatal de Michigan, colaboraron para desarrollar el material.
En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido Vinayak P. Dravid, Kanishka Biswas, Jiaqing He, David N. Seidman, y Timothy P. Hogan.

ILUMINACION POR LEDS AVENTAJA A LAMPARAS FLUORESCENTES COMPACTAS

Las lámparas de diodos emisores de luz (LEDs) actuales tienen una ligera ventaja medioambiental sobre las lámparas fluorescentes compactas. Y se espera que esa ventaja crezca significativamente a medida que mejoren la tecnología y los métodos de fabricación en los próximos cinco años, de acuerdo con un nuevo informe del Laboratorio Nacional estadounidense del Pacífico Noroeste y la empresa británica N14 Energy Limited.

En el informe elaborado por el equipo de Marc Ledbetter se tiene en cuenta el impacto medioambiental total, incluyendo la energía y los recursos naturales necesarios para fabricar las lámparas, transportarlas, usarlas y deshacerse de ellas cuando ya no funcionan. En la evaluación de los efectos sobre el medio ambiente se tuvieron en cuenta 15 impactos diferentes, incluyendo el potencial de contribuir al calentamiento global, usar terrenos que antes estaban disponibles para la vida silvestre, generar desechos y contaminar el agua, el suelo y el aire. En el informe se examinan los ciclos de vida completos de tres tipos de lámparas: las de LEDs, las fluorescentes compactas, y las incandescentes tradicionales.

Los procesos de fabricación contribuyen sustancialmente al impacto medioambiental total de una lámpara, pero por lo general las empresas mantienen en privado la información sobre la fabricación. El equipo de investigación pudo reunir datos sobre fabricación con la ayuda de consultores de la industria y de algunas empresas que accedieron a colaborar bajo la condición de que el informe final no revelara datos privados de tales empresas.

Para el análisis, el equipo escogió por su uso y disponibilidad a lámparas específicas que son las que mejor representan a cada uno de los tres tipos de lámparas que ellos estudiaron. A continuación, usaron una base de datos a fin de calcular los recursos necesarios para producir los diversos componentes de las tres lámparas. Ese análisis corroboró que tanto las lámparas de LEDs como las fluorescentes compactas son mucho más ecológicas que las lámparas incandescentes tradicionales, las cuales consumen mucha más electricidad. Por ejemplo, la lámpara incandescente específica que el equipo estudió consume 60 vatios de electricidad, mientras que la lámpara de LEDs analizada consume sólo 12,5 vatios y la fluorescente compacta estudiada sólo 15 vatios, todas ellas para generar aproximadamente la misma cantidad de luz.

Como las lámparas incandescentes usan más energía para generar luz, también es mayor el consumo de recursos naturales imputable a ellas que se requiere para generar electricidad. Este análisis muestra que se podría reducir de 3 a 10 veces el impacto medioambiental producido por la iluminación si todo el mundo escogiera usar lámparas más eficientes que las incandescentes, independientemente de si se optase por lámparas de LEDs o por fluorescentes compactas.

La energía consumida por las lámparas cuando están encendidas representa la mayor parte de su impacto medioambiental. Pero para las lámparas de LEDs y las fluorescentes compactas, cuyos consumos de energía para generar luz son similares, el equipo de investigación ha encontrado que la energía y los recursos necesarios para fabricarlas determinan en gran medida la diferencia entre ambas en cuanto al impacto medioambiental total.

Se encontró que, salvo en una de las 15 áreas de impacto estudiadas, las lámparas fluorescentes compactas son ligeramente menos ecológicas que las lámparas de LEDs actuales.

El área discordante es consecuencia de que las luces LED incluyen un disipador de calor que está hecho de aluminio. El proceso de extraer, refinar y procesar el aluminio de los disipadores de calor consume mucha energía y genera varios subproductos, como por ejemplo ácido sulfúrico, que deben ser confinados en terrenos destinados a residuos peligrosos. Las lámparas LED necesitan disipadores de calor que absorban y posteriormente disipen el calor que generan las lámparas, evitando así que se sobrecalienten.

Se espera que pronto la labor de investigación y desarrollo mejore aún más la eficiencia de los LEDs, lo que a su vez reducirá la cantidad de calor que producen y el tamaño del disipador de calor que necesitan. El equipo de investigación ha llegado a la conclusión de que ésta y otras mejoras en los procesos de fabricación y en la electrónica harán que dentro de cinco años las lámparas de LEDs sean aún más respetuosas con el medio ambiente que las fluorescentes compactas. El equipo espera que los impactos medioambientales de las lámparas de LEDs del año 2017 sean un 50 por ciento inferiores a los de las lámparas de LEDs actuales y un 70 por ciento menores a los de las fluorescentes compactas actuales, las cuales no se espera que cambien significativamente en el futuro cercano.

CREAN EL PRIMER LÁSER ATÓMICO DE RAYOS X

Los científicos que trabajan en el Departamento de Energía (DOE) del SLAC National Accelerator Laboratory de los EE.UU. han creado el más corto Y el más puro láser atómico de rayos X de pulsos jamás logrado, dando cumplimiento a una predicción de hace 45 años y abriendo la puerta a una nueva serie de descubrimientos científicos.

Los investigadores lo informaron ayer en Nature, señalando que el Linac SLAC fuente de luz coherente (LCLS) golpeó una cápsula de gas de neón, lo que desencadenó una avalancha de emisiones de rayos X para crear el primer “láser atómico de rayos X”.

“Los rayos X nos dan una visión que penetra en el mundo de los átomos y las moléculas”, dijo el físico Rohringer Nina, quien dirigió la investigación. El líder del grupo en el Grupo de Estudios Avanzados de la Sociedad Max Planck en Hamburgo, Alemania, Rohringer colaboraron con investigadores de SLAC, del Departamento de Energía Lawrence Livermore National Laboratory y la Universidad Estatal de Colorado.

“Tenemos la visión de los investigadores que utilizan este nuevo tipo de láser para todo tipo de cosas interesantes, como clarificar los detalles de las reacciones químicas o ver las moléculas biológicas en el trabajo”, agregó. “Cuanto más corto sea el pulso, más rápido los cambios que puede capturar. Y con la más pura luz, la nitidez podemos ver los nítidos detalles.”

El nuevo láser atómico de rayos X cumple con una predicción de 1967 que afirmó que los láseres de rayos X se podrían hacer en la misma forma que muchos láser luz visible – por electrones inducidos a caer de más alto para los niveles de energía más bajos dentro de los átomos, con la liberación de un solo color de luz en el proceso. Pero hasta 2009, cuando LCLS se había encendido, no hay había ninguna fuente de rayos X que fuera lo suficientemente poderosa para crear este tipo de láser.

Para hacer que el láser átomicp, de gran alcance LCLS de pulsos de rayos-X – cada uno de mil millones de veces más brillante que cualquier otro disponible antes – los electrones eliminados de las capas internas de muchos de los átomos de neón en la cápsula.

Cuando otros electrones caen para llenar los agujeros, uno de cada 50 átomos respondió emitiendo un fotón en el rango de rayos X, que tiene una longitud de onda muy corta. Los rayos X estimulan a los átomos vecinos de neón que emiten más rayos X, creando un efecto dominó que amplifica la luz del láser 200 millones de veces.

Aunque LCLS y la cápsula de neón son el láser, que crean la luz en formas diferentes y emiten luz con diferentes atributos. El LCLS pasa electrones de alta energía a través de campos magnéticos alternos para desencadenar la producción de rayos X, sus pulsos de rayos-X son más brillantes y mucho más poderosos. Los Pulsos del láser atómico son sólo una octava parte el tiempo y su color es mucho más puro, cualidades que le permitirán iluminar y distinguir los detalles de las reacciones ultrarrápidas que habían sido imposible de ver antes.

“Este logro abre la puerta a un nuevo campo de rayos X de capacidades”, dijo John Bozek, científico LCLS instrumento. “Los científicos seguramente tendrá nuevas instalaciones para tomar ventaja de este nuevo tipo de láser”.

Por ejemplo, los investigadores imaginan que tanto LCLS y los pulsos de láser atómico de forma sincronizada uno-dos: El primer láser provoca un cambio en una muestra en estudio, y el segundo con los registros a escala atómica de precisión captan los cambios que se produjeron en un cuadritrillon de un segundo.

En los experimentos futuros, Rohringer dice que va a tratar de crear aún más corto pulso, de mayor energía atómica de rayos X láser utilizando oxígeno, nitrógeno o gas sulfuroso.

Los autores adicionales incluyen Richard London, Albert Felicia, James Dunn, Randal Hill y Stefan P. Hau-Riege del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), Ryan Duncan, Michael Purvis y J. Jorge Rocca Universidad Estatal de Colorado, y Christoph Bostedt de SLAC .

El trabajo fue apoyado por el Laboratorio Lawrence Livermore National Laboratory de Investigación Dirigida y Desarrollo. Autores Roca, Purvis y Ryan fueron apoyados por la Oficina de Ciencia del DOE. LCLS es un centro nacional de usuarios científicos operados por SLAC y apoyo de la Oficina de Ciencia del DOE.