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Actualidad científica

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  • Septiembre 2018Nº 37

Ingeniería óptica

Trampa de láser para partículas neutras

Los láseres pueden utilizarse para atrapar y manipular partículas eléctricamente neutras, lo que a su vez permite enfriar vapores hasta cerca del cero absoluto, desarrollar relojes atómicos y estirar moléculas de ADN.

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En cambio, la manipulación de objetos neutros de tamaño atómico constituye un reto técnico endiablado. Cuesta mucho menos controlar los objetos dotados de carga porque los campos eléctricos y magnéticos pueden ejercer fuerzas mucho más intensas sobre ellos. Así, durante más de un siglo, los científicos han aplicado fuerzas electromagnéticas para manipular a distancia partículas dotadas de carga: iones y electrones; pero hemos tenido que aguardar hasta hace poquísimo para trasladar sin especial esfuerzo partículas neutras.

En particular, se han desarrollado instrumentos que utilizan láseres para atrapar y manipular átomos y partículas de un micrometro de tamaño, y hacerlo con un control sorprendente. Innovaciones de las que se están beneficiando un sinfín de aplicaciones. Mi grupo de investigación y otros han enfriado átomos hasta temperaturas próximas al cero absoluto, condiciones que nos permiten examinar estados cuánticos de la materia e interacciones insólitas entre la luz y los átomos ultrafríos. Hemos empezado a desarrollar relojes atómicos y acelerómetros de finísima precisión. La técnica ha entrado ya en el dominio de la manipulación de las macromoléculas, polímeros por ejemplo. Y hemos diseñado unas “pinzas ópticas” que utilizan haces láser para asir y trasladar orgánulos del interior celular sin perforar las membranas intermedias.

Casi diez años antes de que los expertos aprendieran a controlar partículas neutras a distancia mediante luz láser, habían logrado algunos de esos objetivos mediante campos magnéticos. Aplicaron campos para focalizar los átomos en haces y confinarlos. Tras saber cómo atraparlos con luz láser, se encaminaron hacia el diseño de múltiples técnicas de láser que posibilitaran un control preciso de las partículas neutras.

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