El láser ayuda a convertir un electrón en una bobina de masa y carga.

Un electrón se ha convertido en una onda espiral de masa y carga, con la ayuda de un láser.

“La quiralidad, o lateralidad, es una característica interesante y aún en parte enigmática de nuestro universo”, dice Peter Baum en la Universidad de Constanza en Alemania. Los objetos quirales, como las bobinas o los bloques en forma de L, se presentan en formas zurdas o diestras; los no quirales, como los círculos o las líneas rectas, no. Muchas moléculas y materiales son naturalmente quiraly su funcionamiento depende de si son diestros o zurdos. Pero Baum y sus colegas idearon una forma de añadir quiralidad a algo muy pequeño y elemental: un solo electrón.

Los electrones son objetos cuánticos, por lo que exhiben ambas comportamiento similar a una partícula y a una ondasegún el experimento. En este, los investigadores aprovecharon la ondulación del electrón. Primero crearon un pulso de electrones extremadamente rápido, luego lo hicieron pasar a través de membranas de cerámica delgadas, donde las partículas encontraron un rayo láser especial. El rayo tenía la forma de un remolino vórtice de luz y, como resultado, llevaba un campo electromagnético de forma similar. Este campo afectó a la función de ondao las propiedades ondulatorias de cada electrón que pasaba a través de él.

Finalmente, los investigadores detectaron estos electrones manipulados y calcularon los “valores esperados” para la masa y la carga de cada uno, es decir, dónde en el espacio sería más probable medir cantidades distintas de cero de ambos rasgos. Estas regiones del espacio formaron formas: bobinas tridimensionales que eran claramente zurdas o diestras.

Ben McMorran Un investigador de la Universidad de Oregón que ha trabajado en experimentos anteriores para crear bobinas de electrones quirales afirma que el nuevo trabajo es “un avance muy sofisticado en el estado del arte de moldear electrones”. El equipo demostró un control preciso sobre sus electrones en espiral, lo que será crucial para usar las partículas en aplicaciones como la creación de imágenes o el control de materiales existentes, afirma.

Baum y sus colegas ya han confirmado que al disparar una bobina de electrones levógira sobre una nanoestructura de oro dextrógira se produce un patrón de rebote diferente al que se produce cuando se dispara sobre una estructura levógira. Esto abre la puerta al uso de dichas bobinas para afectar selectivamente las partes quirales de compuestos químicos o dispositivos electrónicos.

Baum dice que, tras haber creado estos extraños electrones en el laboratorio, ahora siente curiosidad por saber si podrían surgir de forma independiente en la naturaleza. “Estamos empezando a explorar estas posibilidades”.