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Los electrones hacen un túnel a través de la barrera al instante

31.03.2019

Un equipo internacional de científicos descubrió que el túnel de partículas a través de una barrera potencial ocurre instantáneamente, y no después de un tiempo finito, como han demostrado estudios recientes.

Durante el experimento, los físicos utilizaron átomos de hidrógeno. El tiempo que tardan los electrones en hacer un túnel se midió usando un attoclock, un dispositivo que genera rayos láser de unos pocos attosegundos (10 a la menos 18 potencia de un segundo) y es capaz de calcular cuándo se liberan electrones de un átomo. Mil pulsos de luz ultracortos con una potencia total de 30 gigavatios interactuaron con hidrógeno.

Aunque originalmente se pensó que la formación de túneles era instantánea, estudios recientes que utilizan átomos multielectrónicos han demostrado que los electrones viajan a través de una barrera de potencial en un tiempo finito distinto de cero. Sin embargo, los átomos de hidrógeno, que tienen un electrón, han permitido realizar mediciones y cálculos más precisos para resolver este misterio. Los resultados del experimento mostraron que la imagen observada corresponde a los datos obtenidos en la simulación teórica de tunelización instantánea.

El efecto túnel, que puede representarse como el paso de un objeto a través de una pared, se observa en los sistemas cuánticos y es imposible en la mecánica clásica. Se trata de que una partícula puede superar una barrera de potencial sin tener suficiente energía para hacerlo, debido a la relación de incertidumbre de Heisenberg. Una barrera potencial es una región del espacio que separa otras dos regiones con energías potenciales diferentes o idénticas.

El túnel de electrones a través de una barrera ultrafina es el principio básico de funcionamiento de muchos dispositivos electrónicos modernos que se utilizan en una amplia variedad de dispositivos electrónicos (por ejemplo, dispositivos). El nuevo descubrimiento permitirá un modelado más preciso de los procesos que ocurren en ellos.

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Sin embargo, resultó que pasar aguas residuales industriales a través de limaduras de hierro le permite eliminar compuestos químicos peligrosos. Después de eso, el agua se puede purificar por el método biológico habitual, manteniéndola en piscinas con un complejo especial de microorganismos.

La planta, inaugurada en Taopu, un suburbio industrial de Shanghái, utiliza filtros hechos con 914 toneladas de limaduras de hierro para purificar 60 metros cúbicos de agua por día. El aserrín deberá cambiarse cada dos años.

Está previsto crear el mismo sistema con una capacidad de 100 metros cúbicos por día y extender la experiencia a otras ciudades de China.

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