Picoscopio

Pero, el tiempo discurre y va aportando elementos que van configurando el escenario y dando explicación a las observaciones que, desde el experimento, aportan los elementos conocidos e ignorados, que van matizando las hipótesis formuladas. Poco a poco hemos acumulado conocimiento y de ello se ha derivado la ingeniería de adaptar la Naturaleza a nuestras necesidades. Hemos construido instrumentos y dispositivos, hoy son muchos, que ayudan a estudiar. El manejo de la luz, siempre ha sido un tópico a desvelar. Disponemos de un sensor, la vista, sumamente apreciado y valioso, aunque no por ello perfeccionado y sensible como nos pudiera gustar. En realidad, solamente una pequeña parte del espectro electromagnético es accesible a nuestra vista. Ver cosas cada vez más pequeñas ha sido una constante pretensión del humano. El invento del microscopio supuso un paso extraordinario, al permitir el acceso al mundo microscópico, inaccesible a la vista hasta entonces. Su contribución ha sido extraordinaria. Pero hay más mundo de tamaño inferior: las moléculas, los átomos, los electrones, etc. Un largo recorrido. El diámetro de un cabello humano se sitúa entre 15 y menos de 200 micras, es decir, que caben unos 10-20 en la cabeza de un alfiler de 2 milímetros de diámetro. Como un ojo humano solamente es capaz de discriminar hasta unas 50 micras, es decir, en torno a la mitad del diámetro de un cabello humano, ahí tenemos el límite del alcance de nuestra vista. A partir de ahí, el mundo es invisible.

Como la luz visible (la que capta el ojo humano) se sitúa en el rango comprendido entre 0,380-0,750 micras, este es el intervalo de tamaños que permite acceder la luz visible. Las células vivas y su intimidad son accesibles con el microscopio. Una célula eucariota se sitúa entre 10 y 30 micras. Ahora bien, no podemos acceder con un sensor de micras a tamaños como el de los electrones que se distribuyen en las moléculas o en los cristales sólidos. Desde el Instituto Max Planck y la Academia de Ciencias China proponen lo que han dado en denominar 'picoscopio', que utiliza una fuente de luz láser que se hace incidir sobre materiales cristalinos, lo que provoca un movimiento de los electrones de estos materiales, impulsados por los fotones del láser y, al chocar con otros electrones próximos, emiten radiación en la región ultravioleta de vacío o lejano y, a partir del registro de esta radiación, se componen imágenes que permiten conocer la distribución de los electrones en las redes cristalinas de los materiales con una resolución del orden de varios picómetros (mil millonésima de un milímetro). Esto permite escrudiñar experimentalmente el microcosmos de las propiedades químicas de los materiales.

De esta forma, podemos acceder experimentalmente al estudio del mundo de los electrones: cómo se distribuyen en los materiales. No se llega a poder «ver» cómo se forman y rompen los enlaces, tan importantes en química, dado que la resolución temporal se sitúa tres órdenes de magnitud por debajo: el femtosegundo, que es el tiempo genuino en química. La luz visible solamente permite discernir objetos cuyo tamaño es de unos pocos nanómetros. Para ver los electrones, hay que aumentar la capacidad de visión en miles de veces. La alternativa que se propone consiste en que los fotones procedentes del láser fuerzan a los electrones a que interactúen con otros y la emisión derivada de la colisión es la que permite «ver», a tamaño de los electrones, zonas de acumulación e indirectamente poder observar la distribución de los electrones en los materiales. Es pura audacia. Una puerta abierta a escrudiñar el interior de las moléculas y seguir avanzando en la comprensión de la Naturaleza y sus secretos.