Control del movimiento individual de los electrones

¿Consiste la corriente eléctrica en el movimiento individual de los electrones o en la circulación continua de un fluido de cargas? Los experimentos recientes respaldan ambas propuestas.

¿Cuál es la mínima carga eléctrica que puede asentarse en la cabeza de un alfiler? La respuesta a esta pregunta podría resultar sorprendente. Como cualquier otro objeto material, el alfiler está constituido por electrones, protones y neutrones. Cada protón es portador de una unidad de carga fundamental (designada +e), y cada uno de los electrones transporta una carga eléctrica negativa idéntica a la anterior (–e); los neutrones no poseen carga. Por consiguiente, parece que, para conocer la carga total que hay en la cabeza del alfiler, bastaría contar el número de protones, restar el número de electrones y hacer caso omiso de los neutrones. En virtud de esa inferencia, la mínima cantidad de carga debería ser +e o –e. Sin embargo, los experimentos más recientes demuestran otra cosa: revelan claramente que la carga existente en una cabeza de alfiler puede ser igual a una fracción de la carga del electrón, por ejemplo, +0,5e o –0,1e.

Si bien el recuento de cargas en un alfiler no tiene ninguna finalidad práctica, la medición de la carga existente en pequeñas estructuras ha permitido realizar fascinantes ensayos físicos y abierto la posibilidad de varias aplicaciones electrónicas. Estas pruebas se han efectuado con dispositivos de dimensiones extraordinariamente pequeñas, del orden de unos treinta nanómetros, comparables con el tamaño de un virus. Estudiando el comportamiento de tan minúsculos componentes para temperaturas de una fracción de grado sobre el cero absoluto, se ha desentrañado la forma en que se mueven las cargas eléctricas a través de la materia. Sucede, en efecto, que las cargas atraviesan los aislantes delgados en cantidades discretas, como las gotas de agua que caen de un grifo mal cerrado, mientras que su paso a través de materiales conductores ordinarios se verifica de forma continua, igual que el agua que fluye por una tubería.

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