Rompiendo la Barrera de la Resolucion Nanometrica en los Rayos X

Un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional de Brookhaven ha superado un obstáculo fundamental para usar las lentes refractivas en el enfoque de los rayos X. Este método permitirá un enfoque eficiente de los mismos hasta puntos sumamente pequeños y constituye un descubrimiento importante para el desarrollo de una nueva fuente de luz. La tecnología permitirá lograr avances en la nanociencia, la energía, la biología y la investigación sobre materiales.

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Estos científicos excedieron un límite muy importante en la capacidad de enfocar los rayos X "duros" o de alta energía, conocido como el "ángulo crítico".

El ángulo crítico es el ángulo límite al que la luz puede desviarse por medio de una superficie única. Imagine un haz de láser que viaja hacia una lente de vidrio. Dependiendo de las características del material de la lente y el ángulo con que es dirigido el haz, la luz puede refractarse, es decir, transmitirse a través de la lente pero desviada. Sin embargo, cuando este haz de luz se aproxima a la lente con ángulos menores que el ángulo crítico, el haz no pasa a través de la lente sino que en vez de eso se refleja.

El ángulo límite para la desviación determina el tamaño más pequeño de los puntos a los cuales pueden ser enfocados los rayos X. Ello acarrea un problema para los investigadores que utilizan los rayos X para estudiar moléculas, átomos y materiales avanzados a escala nanométrica. Estos objetos tan diminutos requieren de haces finamente enfocados.

Los investigadores han demostrado que el ángulo crítico puede superarse con los rayos X de alta potencia. Gracias a los excelentes recursos del Centro para los Nanomateriales Funcionales del Laboratorio de Brookhaven, y a los de Alcatel-Lucent, pudieron fabricar las lentes especiales con la precisión requerida.

Éste es un paso importante debido a la creciente necesidad de analizar materiales y moléculas mediante rayos X con una alta resolución capaz de llegar a un nanómetro. Esa capacidad se necesita para estudiar los intrincados mecanismos de los sistemas químicos y biológicos.

Sin exceder el ángulo crítico, la resolución de la lente refractiva se limitaría a 24 nanómetros o más. Aunque en este experimento los investigadores sólo han conseguido sobrepasar un poco este límite, han demostrado que puede lograrse. Éste es simplemente el primer paso.

En el futuro, los investigadores continuarán fabricando y probando sistemas ópticos que permitan ir mucho más allá del ángulo crítico y más cerca de esa meta de 1 nanómetro.