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Attoclocks capaces de medir los parámetros de tiempo del movimiento de electrones

12.05.2018

Todo lo que sucede a nivel atómico y molecular sucede tan rápido que ningún sentido humano puede sentirlo. Por ejemplo, un electrón diminuto, para pasar de un átomo a otro durante una reacción química, necesita solo unos cientos de attosegundos. ¿Qué es un attosegundo? Tome un segundo y divídalo en mil millones de partes, y luego divida una parte en otro billón de partes más pequeñas. Un attosegundo es 1*10^-18 segundos.

Pero, para comprender lo que está sucediendo en el "universo" invisible de los eventos cuánticos, las personas deben poder medir los intervalos de tiempo en una escala de attosegundos. Y esto es lo que son capaces de hacer los nuevos "atto-relojes" creados por investigadores del Laboratorio de Aceleradores Lineales SLAC de la Universidad de Stanford. El nuevo reloj se basa en un láser de rayos X capaz de generar pulsos de varias decenas de attosegundos, que anteriormente se usaba para capturar videos de eventos que ocurrían a nivel molecular.

Sin embargo, capturar eventos relacionados con la física cuántica es fundamentalmente diferente de capturar eventos del campo de la física y la química clásicas. Anteriormente, los científicos carecían de la capacidad no solo de medir, sino también de controlar la potencia de los pulsos de rayos X. Y los pulsos demasiado poderosos afectaron el frágil estado cuántico y el comportamiento de las partículas, lo que hizo imposible interpretar correctamente los datos obtenidos.

Los principios del diseño del atto-reloj fueron propuestos por físicos suizos hace aproximadamente una década. Pero solo ahora ha comenzado a aparecer la posibilidad de crear un dispositivo de este tipo, que se basa en algunos equipos ya disponibles para los especialistas del laboratorio SLAC. El dispositivo tiene un diámetro de 0.6 metros y está ubicado dentro de una pequeña cámara de vacío. La estructura del atto-reloj incluye 16 sensores cilíndricos instalados como los rayos de una rueda.

El "corazón" de un atto-reloj es un átomo o una molécula, que también es objeto de investigación al mismo tiempo. Este objeto se coloca en el centro del círculo formado por los sensores y se le aplican pulsos de rayos X. El o los átomos se ionizan y pierden parte de sus electrones, los cuales, bajo la influencia del campo eléctrico de la luz láser, son dirigidos hacia los sensores y capturados por uno de ellos. Al "atrapar" un electrón libre, los científicos pueden calcular el valor exacto de la energía contenida en el pulso de rayos X y el momento exacto del impacto de este pulso en el objeto bajo estudio.

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Energía del espacio para Starship 08.05.2024

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Nuevo método para crear baterías potentes 08.05.2024

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Contenido de alcohol de la cerveza caliente. 07.05.2024

La cerveza, como una de las bebidas alcohólicas más comunes, tiene su propio sabor único, que puede cambiar según la temperatura de consumo. Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos ha descubierto que la temperatura de la cerveza tiene un impacto significativo en la percepción del sabor alcohólico. El estudio, dirigido por el científico de materiales Lei Jiang, encontró que a diferentes temperaturas, las moléculas de etanol y agua forman diferentes tipos de agrupaciones, lo que afecta la percepción del sabor alcohólico. A bajas temperaturas, se forman más racimos piramidales, lo que reduce el sabor picante del "etanol" y hace que la bebida tenga un sabor menos alcohólico. Por el contrario, a medida que aumenta la temperatura, los racimos se vuelven más encadenados, lo que da como resultado un sabor alcohólico más pronunciado. Esto explica por qué el sabor de algunas bebidas alcohólicas, como el baijiu, puede cambiar en función de la temperatura. Los datos obtenidos abren nuevas perspectivas para los fabricantes de bebidas, ... >>

Principal factor de riesgo para la adicción al juego 07.05.2024

Los juegos de ordenador se están convirtiendo en una forma de entretenimiento cada vez más popular entre los adolescentes, pero el riesgo asociado de adicción a los juegos sigue siendo un problema importante. Científicos estadounidenses realizaron un estudio para determinar los principales factores que contribuyen a esta adicción y ofrecer recomendaciones para su prevención. A lo largo de seis años, se siguió a 385 adolescentes para descubrir qué factores podían predisponerlos a la adicción al juego. Los resultados mostraron que el 90% de los participantes del estudio no corrían riesgo de adicción, mientras que el 10% se convertía en adictos al juego. Resultó que el factor clave en la aparición de la adicción al juego es un bajo nivel de comportamiento prosocial. Los adolescentes con un bajo nivel de conducta prosocial no muestran interés en la ayuda y el apoyo de los demás, lo que puede provocar una pérdida de contacto con el mundo real y una dependencia cada vez más profunda de la realidad virtual que ofrecen los juegos de ordenador. A partir de estos resultados, los científicos ... >>

El ruido del tráfico retrasa el crecimiento de los polluelos 06.05.2024

Los sonidos que nos rodean en las ciudades modernas son cada vez más penetrantes. Sin embargo, pocas personas piensan en cómo este ruido afecta al mundo animal, especialmente a criaturas tan delicadas como los polluelos que aún no han salido del cascarón. Investigaciones recientes están arrojando luz sobre esta cuestión, indicando graves consecuencias para su desarrollo y supervivencia. Los científicos han descubierto que la exposición de los polluelos de cebra al ruido del tráfico puede causar graves alteraciones en su desarrollo. Los experimentos han demostrado que la contaminación acústica puede retrasar significativamente su eclosión, y los polluelos que emergen enfrentan una serie de problemas que promueven la salud. Los investigadores también descubrieron que los efectos negativos de la contaminación acústica se extienden a las aves adultas. Las menores posibilidades de reproducción y la disminución de la fertilidad indican los efectos a largo plazo que el ruido del tráfico tiene en la vida silvestre. Los resultados del estudio resaltan la necesidad ... >>

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Los LED orgánicos son cada vez más baratos 16.12.2012

Los especialistas del Laboratorio Ames han aprendido a fabricar diodos emisores de luz orgánicos sin metales de tierras raras caros, como, por ejemplo, el indio. Los científicos han descubierto nuevas formas de utilizar polímeros conocidos en diodos orgánicos emisores de luz (OLED). En el futuro, esto permitirá evitar el uso de diodos emisores de luz basados en óxidos metálicos quebradizos, que son ubicuos: en computadoras, televisores y teléfonos móviles.

El óxido de indio y estaño (ITO) es un conductor transparente y se ha utilizado durante décadas en la producción de pantallas planas y LED. Sin embargo, el precio del indio de tierras raras aumenta constantemente, lo que dificulta la adopción generalizada de nuevas tecnologías. Los científicos han estado trabajando durante mucho tiempo para encontrar un reemplazo económico y de bajo consumo para el indio, pero no hay muchos materiales que sean transparentes y eléctricamente conductores.

Por lo general, la búsqueda se encuentra en el plano de usar óxidos de otros metales más baratos, pero los científicos del Laboratorio Ames decidieron ir por el otro lado y reemplazar el ITO con un polímero conductor. Esto se refiere al polímero poli(3,4-etilendioxitiofeno):poli(sulfonato de estireno), abreviado como PEDOT:PSS. Este material se conoce desde hace 15 años, pero hasta ahora ha sido posible hacerlo poco transparente, o poco conductor, o viceversa. Pero, con la ayuda de una nueva técnica de aplicación de múltiples capas y una serie de otros conocimientos, los científicos estadounidenses pudieron producir LED PEDOT: PSS con propiedades significativamente mejoradas.

Los nuevos LED son al menos un 44 % más eficientes que los LED ITO convencionales. Además, a diferencia de los sustratos de óxido de metal quebradizo, PEDOT:PSS es flexible. Esto le permite hacer pantallas flexibles, que tienen una gran demanda en la actualidad. Según los desarrolladores, en un futuro próximo, la nueva tecnología se generalizará y hará que las pantallas OLED sean más baratas y asequibles.

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