Los cristales han fascinado a la gente a lo largo de los siglos. ¿Quién no ha admirado los complejos patrones de un copo de nieve en algún momento, o las superficies perfectamente simétricas de un cristal de roca? La magia no se detiene incluso si se sabe que todo esto resulta de una simple interacción de atracción y repulsión entre átomos y electrones. Un equipo de investigadores dirigido por Ataç Imamoğlu, profesor del Instituto de Electrónica Cuántica en ETH Zurich, ha producido ahora un cristal muy especial. A diferencia de los cristales normales, se compone exclusivamente de electrones.

Después de soñar con ello durante casi un siglo, un grupo de científicos ha conseguido crear la primera imagen de la distribución espacial de un electrón dentro de un excitón, una hazaña que podría ayudar a los científicos a desarrollar importantes avances dentro del campo de la mecánica cuántica.

Los excitones son un tipo de cuasi-partícula (es decir, un elemento que actúa como una partícula pero sin realmente serlo) que se da en los materiales semiconductores y aislantes. Cuando un fotón alcanza a un semiconductor, provoca que un electrón...

La distribución de carga del electrón es la esfera más perfecta que se ha logrado medir (LCMF, 25 May 2011). Esta medida se realizó de forma indirecta, gracias a limitar el valor máximo del momento dipolar eléctrico (EDM) del electrón, d. En el año 2011 se publicó en Nature que |d|<1,05 × 10−27 e cm, al 90% CL; en 2014 ACME publicó en Science que |d|<9,4 × 10−29 e cm, al 90% CL. Ahora JILA EDM publica en Physical Review Letters que |d|<1,3 × 10−28 e cm, al 90% CL; este valor, 1,5 mayor que el de ACME, es interesante porque fomenta la competencia entre ellos. Tanto JILA como ACME han prometido que, en menos de un año, reducirán el error en un factor de 20. Gracias a ello se allana el camino hacia la medida más precisa de la esfericidad del electrón.

El Premio Nobel de Química 2017 ha reconocido a los impulsores de la criomicroscopía electrónica, una técnica para visualizar en alta resolución las biomoléculas, a las que se congela en plena actividad. En este ejemplo se muestran (a la izquierda) agregados de huntingtina, una proteína asociada a la enfermedad de Huntington, captados en el interior de una célula humana. A la derecha, análisis computacional de esa imagen, mostrando en color la orientación relativa de las fibras.

Físicos del centro donostiarra DIPC y la Universidad del País Vasco, junto con investigadores alemanes, han conseguido cronometrar con extrema precisión la emisión de electrones y explicar por qué los más rápidos terminan llegando los últimos. El motivo es que en el reino del attosegundo encuentran barreras de energía más altas y se quedan un tiempo ‘bailando’ alrededor de los núcleos atómicos.