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Tuesday, June 9, 2009

Cámara estenopeica atómica


Desarrollan una cámara estenopeica que usa átomos en lugar de forones para hacer crecer estructuras de tamaño nanométrico.

Aquellos que son aficionados a la fotografía probablemente saben de las delicias de la fotografía estenopeica. Construir una cámara estenopeica de este tipo es muy sencillo. Basta una caja con su interior pintado de negro a la que se le práctica un pequeño orificio (el estenope) por el que se cuela la luz (debe de ser el único lugar por el que esto suceda) cuando se destapa. En la cara contraria, y por dentro, se coloca un negativo o un papel fotográfico que se impresionará con la luz recibida.
En esta configuración la luz sigue las reglas de óptica geométrica, de tal modo que el efecto teleobjetivo se consigue aumentando la distancia entre el agujero y la película. Además la imagen del fondo está siempre enfocada y la profundidad de campo va de cero a infinito.

Si el estenope es demasiado grande o está lejos de la película se pierde resolución, cosa que también pasa cuando el agujero es demasiado pequeño, pues la difracción (o la contribución ondulatoria Huygens del efecto emisivo del borde) es mayor, por tanto hay que buscar un equilibrio entre ambos casos. La luminosidad depende del tamaño del estenope, pero como suele ser pequeño siempre se necesitan largas exposiciones.

Según la Mecánica cuántica las partículas también tienen propiedades ondulatorias. De este modo se pueden diseñar experimentos de interferencia o difracción de electrones. Incluso se pueden hacer con átomos completos. El microscopio electrónico se basa precisamente en esto.

Unos científicos rusos se plantearon construir una cámara estenopeica atómica de tal modo que en lugar de fotones se emplee átomos para construir una “imagen de materia” de un patrón específico, con estenope de tamaño nanométrico. De este modo ya consiguen hacer crecer micro y nanoestructuras que en un futuro puedan ser útiles en la moderna nanotecnología. Incluso son capaces de crear simultáneamente una secuencia de tales objetos con forma y tamaño controlados. Ya son capaces de obtener tamaños por debajo de los 30 nm, lo que representa una reducción de 10.000 a 1 respecto al tamaño del patrón que hay en la máscara original, pero calculan que podrán llegar a los 6 nm.



En el montaje se usa un haz de iones y un substrato de silicio sobre el que se depositan éstos. Usando una formación lineal de nanoestenopes los investigadores consiguieron crear simultáneamente varios objetos nanoestructurados, tantos como números de estenopes. Si estamos pensando en un chips nanometrico de memoria, por ejemplo, se podría utilizar miles o millones de estenopes para crear miles o millones de estructuras idénticas.

En la tecnología tradicional se emplea la fotolitografía, en la que hay un paso previo óptico que está limitado por la difracción y por tanto por la longitud de onda empleada. Por eso ya se emplean rayos ultravioletas o incluso rayos X, que tiene menor longitud de onda que la luz visible. Este nuevo método es más “directo” y hace crecer el objeto directamente sobre el substrato a partir de átomos, moléculas o agregados de casi cualquier material sin la necesidad de intervención de la luz.

La solución adoptada de “cámara nanoestenopeica” es buena y sencilla porque en este caso no se necesita realizar una “lente” para átomos, algo que sería demasiado complejo. La física es muy similar a la de la cámara estenopeica tradicional. A menor tamaño del diámetro del orificio mejor es la resolución alcanzada. La limitación por difracción vendría dada por la longitud de onda de las ondas de estas partículas (desde el punto de vista mecánico-cuántico), limitación que sería menor conforme se aumentase su velocidad (de manera análoga a un microscopio electrónico) y mayor conforme se disminuye el diámetro del orificio.

Se puede llegar a especular con toda una panoplia de dispositivos nanoelectrónico o nanomecánicos crecidos con esta técnica. El tiempo lo dirá.

Fuentes y referencias:
P.N. Melentiev, A.V. Aablotskiy, D.A. Lapshin, E.P. Sheshin, A.S. Baturin, and V.I. Balykin. “Nanolithography based on an atom pinhole camera.” Nanotechnology 20 (2009) 235301 (7pp).

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Pensamiento de hoy

febrero, 2008
Aprender sin pensar es tiempo perdido, pensar sin aprender es peligroso.
Confucio, filósofo chino.


"No hay viento favorable para el que no sabe a dónde va" (Séneca)

Camuflaje OVNI

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En nuestro mundo, una de las facultades que más nos asombra del mundo animal es la llamada mimetismo. Esta es la capacidad de los organismos vivos para pasar inadvertidos para los depredadores. Las variantes son múltiples, desde cambiar el color del pelaje, confundiéndose con su medio, hasta el de adquirir las formas de su entorno, incluso cuando nosotros mismos observamos el comportamiento de animales de nuestro interés, utilizamos el recurso del camuflaje. En la guerra la invisibilidad es una premisa, es por eso que la nación que logre duplicar el camuflaje OVNI obtendrá todas las ventajas sobre su enemigo. Actualmente existen naves invisibles, por lo menos para el radar, como el llamado Stealth Fighter, que por su diseño y pintura especial pasa inadvertido para los radares.

Einstein, en una de sus teorías afirmaba que mediante procesos magnéticos haciendo vibrar un objeto, esté podría desplazar el espectro electromagnético visible que despiden los objetos haciéndolos completamente indistinguibles para el ojo humano. Teoría que se probaría en el tristemente célebre experimento Filadelfia en 1947, con repercusiones bastante lamentables.

Los rayos infrarrojos y ultravioleta están por encima y por debajo, respectivamente, del espectro visible para el ojo humano. Para que una frecuencia infrarroja pueda ser perceptible son necesarios elementos ópticos y tecnológicos de los que carece el ojo humano, sin embargo, un ejemplo claro para poder realizarlo en nuestro hogar, basta colocar un telemando frente a una cámara de video y observarlo en el monitor de televisión.

Esto explicaría cómo aparece y cómo queda registrado en un video un OVNI, cuando al realizar la grabación éste no se observa y ni siquiera es el centro de atención. No obstante, este fenómeno también se produce en negativos fotográficos aun cuando este proceso (óptico químico) es diferente al video. Dando una idea de que si nuestras percepciones físicas no pueden detectar estos avistamientos, sí se cuenta con elementos para poder observarlos.

Otro tipo de camuflaje OVNI (al menos físico y visible), sería el de adoptar las formas del entorno atmosférico, en este caso nubes. Se han registrado avistamientos donde los observadores de estos fenómenos, ven claramente cómo las nubes tienen movimientos caprichosos en el cielo. Estos movimientos por cierto muy semejantes a los observados a través de la historia, donde incluso algunos casos se observan bajar entidades de las mismas.

Por otra parte, la misma maniobrabilidad de algunos OVNI´s hacen que pasen desapercibidos para algunos instrumentos de detección, esto como es de suponerse, sólo es necesario hallarse fuera del campo que cubre un radar, colocándose por encima o por debajo para pasar inadvertido. En medio de estos parámetros explicativos queda otra interrogativa, ¿se pueden ver o fotografiar entidades que se desarrollan en un plano de tres dimensiones? No, no se puede, ya que no obedecen las leyes físicas y ópticas del mismo comportamiento que conocemos, haciendo imposible dejar constancia en una placa o en un video, al menos con la óptica terrestre tal y como la conocemos.

Como se podrá deducir entonces, el hecho de que observemos OVNI´s en el cielo, sólo puede tratarse de un acto consciente de ser observados y enterarnos que allá arriba está sucediendo algo.