Desarrollan un nuevo tipo de cámara que puede ver el desorden atómico

Un equipo internacional de investigadores desarrolló un nuevo tipo de cámara que puede ver el desorden atómico. Para observar el moviendo de los cúmulos atómicos desordenados, el dispositivo emplea una velocidad de obturación variable. Cuando el equipo usó un obturador lento, el desorden dinámico se desvaneció, pero cuando usaron una velocidad de obturación de alrededor de un picosegundo, una billonésima (un millón de millones) de segundo, pudieron verlo. El dispositivo es de mucha utilidad para la ciencia de los materiales, comunicaron este martes. 

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El desorden dinámico

El nuevo método, al que llaman "obturador variable para función de distribución de pares atómicos" (vsPDF, por sus siglas en inglés), no funciona como una cámara convencional que emplea fotones para fotografiar, sino que utiliza neutrones de una fuente de partículas. Este sistema de velocidad de obturación ultrarrápida brinda mucha más información sobre lo que sucede con el desorden dinámico, cuando grupos de átomos oscilan en un material de maneras específicas durante un período determinado al ser estimulados con una vibración o un cambio de temperatura.

"Solo con esta nueva herramienta vsPDF podemos realmente ver este lado de los materiales", Comentó el director de la investigación, Simon Billinge, profesor de la Universidad de Columbia, EE.UU. La combinación de las posibilidades de variar la velocidad de obturación, así como una capacidad de obturación de una billonésima de segundo, resultó vital para distinguir el desorden dinámico del desorden estático (el movimiento normal de los átomos en el lugar que no mejoran la función de un material).

"Nos brinda una forma completamente nueva de desentrañar las complejidades de lo que sucede en los materiales complejos, los efectos ocultos que pueden potenciar sus propiedades. Con esta técnica, podremos observar un material y ver qué átomos están en el 'baile' y cuáles no", explicó Billinge.

Su desarrollo

Los autores consideran que, con un mayor desarrollo de esta tecnología, podría usarse en muchos sistemas de materiales donde la dinámica atómica es importante, desde observar el litio moviéndose en los electrodos de la batería hasta estudiar la dinámica de los procesos durante la fotólisis del agua. "Anticipamos que la técnica vsPDF descrita aquí se convertirá en una herramienta estándar para reconciliar estructuras locales y promedio en materiales energéticos", escriben en su artículo publicado recientemente en Nature Materials.