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PUBLIC RELEASE DATE: 21 julio 2005

Uno de los fenómenos más rápidos de la dinámica electrónica

La revista Nature publica esta semana una investigacin sobre dinmica electrnica ("Direct observation of electron dynamics in the attosecond domain") en la que han participado, junto a otros investigadores, los profesores Daniel Snchez-Portal y Pedro Miguel Etxenike, del Donostia International Physics Center (DIPC).

La parte experimental del estudio ha sido realizada por un grupo de investigadores pertenecientes a varios laboratorios alemanes mientras que la explicacin terica desde la fsica cuntica de lo observado se ha realizado en San Sebastin.

El trabajo proporciona la respuesta a la siguiente pregunta: Cunto tarda un electrn en viajar desde un tomo hasta otro tomo vecino? La principal conclusin es que este tiempo es ms breve de lo que era posible medir hasta ahora. En este estudio se analiza la dinmica de los electrones para el caso de tomos de azufre depositados sobre una superficie de metal (rutenio). Los electrones saltan desde el azufre al substrato metlico en alrededor de 320 attosegundos (1 attosegundo es 0,000000000000000001 segundos). Para hacernos una idea de lo pequeo de este nmero podemos decir que un attosegundo sera a un segundo lo que ste ltimo, un segundo, sera a la edad del universo (unos 14.000 millones de aos).

La principal novedad de este trabajo reside en que ha sido posible medir un tiempo de transferencia de carga entre un tomo y una superficie en el rango de los attosegundos y que, simultneamente, los detalles del proceso hayan sido desentraados utilizando la mecnica cuntica por dos fsicos tericos de la UPV/EHU. El fenmeno estudiado se sita entre los ms rpidos jams observados directamente en la fsica de estado slido, y demuestra que es posible obtener informacin sobre la dinmica de los electrones con extraordinaria resolucin. Para alcanzar esta resolucin es necesario utilizar un "aparato" de medida igualmente preciso, en este caso, el reloj lo proporcionan las transiciones electrnicas dentro del mismo tomo.

El interrogante sobre el tiempo que necesitan los electrones para viajar entre distintos centros atmicos es muy relevante para un gran nmero de fenmenos. Es importante para optimizar el diseo de los materiales que compondrn los futuros dispositivos electrnicos (los campos de la nanoelectrnica y electrnica molecular). En particular, la tcnica utilizada permite distinguir entre los distintos valores del "espn" electrnico (razn giromagntica), abriendo nuevas vas de estudio en el campo de la "espintrnica", una nueva electrnica en la que la clave no es la carga del electrn como en la electrnica convencional, sino el espn. Los procesos de transferencia de carga son tambin cruciales para la vida (fotosntesis), la produccin de energa (clulas fotovoltaicas) y, en general, para la foto y electroqumica.

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Notas

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