«Medir el espín del electrón no es una tarea fácil, ya que se trata de una propiedad muy sensible y delicada»
Internacional │Por Ángel Ramírez│Escritor de LAGLvL
El espín del electrón es una propiedad cuántica que se relaciona con el momento angular y el momento magnético de esta partícula. El espín puede tener dos valores posibles: +1/2 o -1/2, que se representan como flechas hacia arriba o hacia abajo. El espín de un electrón es fundamental para el desarrollo de las tecnologías cuánticas, como la computación o la criptografía cuántica.
El desafío de medir el espín del electrón
Medir el espín del electrón no es una tarea fácil, ya que se trata de una propiedad muy sensible y delicada. Hasta ahora, los métodos existentes para medir el espín requerían de campos magnéticos externos o de sondas ópticas que podían alterar el estado cuántico del electrón o dañar el material donde se encontraba.
Un equipo internacional de investigadores ha logrado medir el espín de un electrón con una precisión nanométrica y sin perturbar su estado cuántico. El estudio, publicado en la revista Nature Nanotechnology, describe un nuevo método basado en el uso de un microscopio de fuerza atómica (AFM) equipado con una punta magnética.
El método del estudio
El método consiste en acercar la punta magnética del AFM al material donde se encuentra el electrón y medir la fuerza que ejerce sobre él. Esta fuerza depende de la orientación relativa entre el espín del electrón y el campo magnético generado por la punta. Así, al variar la posición y el ángulo de la punta, se puede determinar el valor y la dirección del espín del electrón.
El método tiene varias ventajas respecto a los anteriores. Por un lado, permite medir el espín con una resolución espacial de unos pocos nanómetros, lo que permite acceder a estructuras cuánticas muy pequeñas. Por otro lado, no requiere de campos magnéticos externos ni de sondas ópticas que puedan afectar al estado cuántico del electrón o al material.
Las implicaciones del estudio
El estudio supone un avance importante para el campo de la espintrónica, que se basa en el uso del espín para almacenar y procesar información. El método podría permitir caracterizar y controlar el espín en materiales como grafeno o siliceno, que tienen propiedades muy prometedoras para las tecnologías cuánticas.
Además, el método podría tener aplicaciones en otras áreas de la física, como la magnetismo, la superconductividad o la topología. El estudio abre la puerta a explorar nuevos fenómenos cuánticos relacionados con el espín y a diseñar nuevos dispositivos que aprovechen su potencial.
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