‘Un niño y su átomo’. La ciencia (1)

Un arte, lo de la película del niño atómico, les decía, y una Arte, el Cine, al entender de R. Canudo que en 1911, y en su Manifiesto de las siete artes, se refiere a él, al cine, como el ‘séptimo arte’. Lo dejaré aquí.

Porque la artística, al fin y al cabo, sólo es una de las caras del prisma que conforma esta entrada, la de la forma. Pero un prisma tiene muchas caras desde las que ser observado.

Y otra puede ser la de la Ciencia, la Física en particular, el fondo del enrocado asunto. Se lo desarrollo.

STM. El instrumento

El meollo científico-técnico para la realización de este corto se encuentra en el microscopio de efecto túnel (STM, por sus siglas en inglés). Un dispositivo que permitió por primera vez a los científicos, observar el mundo a nivel atómico individual y tomar imágenes de sus superficies.

Desarrollado en 1981 hizo merecedor a sus inventores, el físico alemán Gerd Binnig (1947) y al también físico suizo Heinrich Rohrer (1933), del Premio Nobel en Física de 1986.

Con casi dos toneladas (2 t) de masa, funciona a una temperatura de menos doscientos sesenta y ocho grados Celsius (-268 ºC) o cinco kelvin (5 K) y es capaz de amplificar una imagen atómica más de cien millones (100 000 000) de veces.

Manejado por control remoto las bajas temperaturas, naturalmente, facilitan las cosas. Debido al bajo nivel energético que los átomos tienen a ese estadio térmico, permanecen más quietos, casi en reposo, lo que los hace “visibles”.

Algo inviable a temperatura ambiente, por ejemplo.

STM. El funcionamiento

Manejado por control remoto como les decía, es la punta de la afilada aguja metálica de la que dispone este microscopio, la que hace de ojos y manos de los científicos.

Cargada eléctricamente se pasa sobre la superficie de la muestra de material deseado, haciendo que dicha carga eléctrica “salte el vacío”, gracias al denominado efecto túnel (*), estudiado y descrito en Física Cuántica.

Los átomos permanecen en sus posiciones porque interaccionan con los átomos de cobre Cu (s) de la superficie en la que están apoyados, estableciendo enlaces químicos. Una unión que posibilita tomar una fotografía de la distribución de los átomos para cada fotograma.

Con ir desplazando la ultra-fina aguja del microscopio, se van colocando los átomos en las nuevas posiciones y obteniendo un fotograma diferente del filme.

La nueva posición atómica es detectada por el particular sonido que genera dicho movimiento. Una señal crítica que permite identificar cuántas posiciones se ha movido.

Se trata de un proceso electromagnético que tiene lugar a tan sólo un nanómetro (1 nm) de la superficie, que es la distancia máxima a la aguja puede atraer físicamente a átomos y moléculas y ubicarlos con precisión.

Algo nada fácil de conseguir ya que exige una extraordinaria capacidad de control sobre la temperatura, presión y nivel de vibración atómica con la que se trabaja. Como a ellos les gusta decir, “…en IBM, los investigadores no sólo leemos ciencia; la hacemos”.

Pues sí.

La película

Y a las pruebas me remito. Sólo los laboratorios de IBM Research parece que lo hayan logrado. Fue con dicho desarrollo tecnológico como consiguieron crear los doscientos cuarenta y dos (242) micro-fotogramas de la película.

Para que se haga una idea de sus dimensiones sepa que habría que colocar alrededor de mil (1000) fotogramas, uno junto al otro, para alcanzar el grosor de un cabello humano.

Ya se lo he dicho estamos dentro del campo de la nanotecnología. Una maravilla del intelecto humano.

Ya en otro terreno, para los científicos-cineastas que la han creado, esta película es una forma divertida de mostrar el mundo a escala atómica, a la vez que una prueba de la capacidad del hombre para superar desafíos. (Continuará)