Cosas que se pueden hacer con un átomo: el magnetómetro más preciso del mundo

Y para ejemplo, ¡qué mejor que el último ¨botón¨publicado en Physical Review Letters! El sistema que han diseñado en esta ocasión es un magnetómetro con la mayor precisión jamás conseguida y sí, está hecho con un sólo átomo. Vamos a intentar entender más sobre este tipo de aparatos y sobre por qué un apartado con un átomo es tan importante para el futuro.

Estamos empezando a ver cada vez más productos comerciales que incluyen nanotecnología y suponen una mejora sustancial de lo que existía hasta ahora o en mucho casos una gran revolución. Las ventajas de tener tecnologías cada vez más pequeñas son muchas como la eficiencia, por ejemplo, o el hecho de que ocupan menos espacio físico y requieren mucho menos material para ser construidos.

Haciendo un magnetómetro más pequeño, haciéndolo mejor

Omicrono

Los magnetómetros son esos aparatos capaces de detectar campos magnéticos, como los que tienen los móviles y tables para apagar la pantalla cuando cierras la tapa de la funda (sí funciona con imanes). El problema es que si bien son suficientes para ese tipo de aplicaciones el mayor problema de los magnetómetros de que disponemos actualmente es que no son suficientemente precisos, incluso los que son de uso profesional.

Para mejorar esto lo científicos han desarrollado una forma de medir campos magnéticos con un átomo. El secreto está en utilizar la estructura hiperfina de dicho átomo y los saltos entre niveles. Esta estructura hiperfina son niveles electrónicos muy próximos en energía por lo que se requiere muy poca energía para saltar de uno a otro; cuando el electrón vuelve al estado inicial emitiendo una señal que podemos detectar y convertir en energía magnética. Y así es de forma rápida y simplista como funciona el magnetómetro con un átomo.

Las ventajas de un magnetómetro son muchos, pero la más impresionante de todas es que la sensibilidad que se consigue con un átomo como sensor roza el límite cuántico. Esto quiere decir que el magnetómetro perfecto no es mucho más preciso que este, que nos acercamos al límite de lo que la naturaleza permite medir. Un paso importantísimo, pero que no es el único que se ha dado ni que se pude dar con tecnología tan miniaturizada.

Construyendo con un átomo para llegar a los límites de precisión

nanomaterial

Este magnetómetro construído con un átomo es el mejor ejemplo de las ventajas que tiene miniaturizar la tecnología; todo se vuelve más eficiente, más sensible y más preciso. Por ejemplo, uno de los efecto secundario beneficioso de trabajar con un átomo es que la resolución espacial (la precisión en saber dónde exactamente estamos midiendo) es casi perfecta debido al diminuto tamaño que tiene un átomo. Si medimos con un átomo sabemos que el punto donde estamos midiendo está en un área muy pequeña en la cercanía del átomo.

Trabajar con un átomo solamente es el siguiente paso a la nanotecnología y aunque no lo veremos en productos de consumo diario en la próxima década, saber que se está avanzando en el camino correcto es siempre una alegría. Mientras tanto iremos utilizando cada vez más aparatos nanotecnológicos y es que al final parece que sí que es cierto que el tamaño importa, pero no como nos pensábamos.