Pequeños diamantes levitan en un salvaje experimento de física

En una extraña hazaña, un grupo de físicos ha conseguido hacer flotar diamantes microscópicos usando rayos láser.

Los investigadores ya habían conseguido hacer levitar otras partículas extremadamente pequeñas, como por ejemplo átomos individuales, pero está es la primera vez que la técnica ha funcionado en un nano diamante, el cual tiene un tamaño de sólo 100 nanómetros (3,9 x 10-8 pulgadas), más o menos 1.000 veces más fino que una uña de los dedos.

En este nuevo estudio, los físicos de la Universidad de Rochester confiaron en que un rayo láser, que está formado por fotones, crean una pequeña fuerza que por regla general no puede sentirse (Wacky Physics: The Coolest Particles in Nature – “Física Chiflada: Las partículas más chulas de la naturaleza”).

“Si encendemos una luz o abrimos una puerta y sentimos el sol, no notamos esta fuerza o empuje” afirma el investigador del estudio Nick Vamivakas en un vídeo publicado por la universidad. “Pero resulta que si enfocas o centras un rayo láser a través de una lente a un espacio muy muy reducido, éste puede empujar o mover partículas microscópicas o nanoscópicas”.

Para hacer que los pequeños diamantes flotaran, Vamivakas y sus compañeros enfocaron un par de láseres hacia una cámara de vacío y luego rociaron los diamantes dentro de la cámara usando un aerosol. Los diamantes gravitaron hacia la luz, y algunos puntualmente flotaron en una posición estable.

A veces, la levitación ocurría en tan sólo dos minutos, mientras que en otras ocasiones, el proceso tardaba un poco más.

“Otras veces, podía estar aquí durante media hora antes de que el diamante fuera atrapado” dijo Levi Neukirch, estudiante licenciado por la Universidad de Rochester que ha participado en el estudio. “Una vez que el diamante ha quedado atrapado, podemos mantenerlo ahí durante horas”.

El equipo tiene la esperanza de que sus descubrimientos puedan ser aplicados en computación cuántica y más teóricamente, ayudar a explicar cómo opera la fricción a escalas extremadamente pequeñas.

“La posición del cristal una vez ha sido atrapado es una prueba fehaciente de las fuerzas en su entorno” afirmó Vamivakas en el vídeo de la universidad. “La razón por la que esto es importante es que, mientras la tecnología siga reduciendo su tamaño hasta estas escalas, es necesario entender cómo interactuará el entorno con los nuevos dispositivos que estamos construyendo”.

El equipo planea continuar con sus experimentos con el fin de comprender mejor el comportamiento de los cristales, que podrían ayudar a dar respuesta a otras preguntas aún sin responder en el campo de la física.

El experimento de levitación está detallado en la revista “Optics Letters” de esta semana.

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