TECNOLOGIA, TABLETS Y MOVILES: Cuarenta veces la trillonésima parte de un segundo: por primera vez, acabamos de determinar cuánto dura el efecto fotoeléctrico

miércoles, 19 de septiembre de 2018

Cuarenta veces la trillonésima parte de un segundo: por primera vez, acabamos de determinar cuánto dura el efecto fotoeléctrico

Generaciones de físicos enormes han dedicado su vida a entender qué era aquello del efecto fotoeléctrico. En 1887 y mientras realizaba unos experimentos estudiando el arco eléctrico entre dos esferas de metal, Heinrich Hertz iluminó una de ellas con luz ultravioleta por accidente. De repente, el arco se volvió mucho más intenso y aquello lo dejo alucinado. Durante meses, trató de entender qué era lo que ocurría porque, como él mismo escribió, era “un fenómeno […] completamente desconcertante”. No lo consiguió.

El desconcertante efecto fotoeléctrico

En realidad, no podía hacerlo. Hasta 1897 no descubrimos el electrón, una pieza fundamental para entenderlo y, aún así, hasta en 1905 nadie consiguió encontrarle sentido. Ese año, un chaval llamado Albert Einstein consiguió explicarlo gracias a una nueva (y revolucionaria) teoría de la electricidad. 1905 fue el gran año de Einstein: con solo cuatro artículos científicos cambió radicalmente la física de su tiempo.

Sin embargo, no convenció a todo el mundo. Mientras leía «Un punto de vista heurístico sobre la producción y transformación de luz», Robert Andrews Millikan no dejaba de repetirse que Einstein tenía que estar equivocado. Estaba tan convencido de ello que dedicó los siguientes diez años de su vida a demostrar que la teoría estaba mal. No lo consiguió. De hecho, consiguió todo lo contrario: confirmarla. En 1923, compartieron el premio Nobel de Física por ello.

La historia del efecto fotoeléctrico me parece fascinante porque es una carrera continua por encontrar respuestas que no podemos responder porque no tenemos tecnología para ello. Por ejemplo, casi 100 años después de aquel Nobel, seguíamos sin saber la duración absoluta del efecto.

40 attosegundos

Y no lo sabíamos porque es un proceso tan diminuto y breve que casi desafía los límites de nuestra imaginación. Ahora, un equipo de investigación internacional liderados por Reinhard Kienberger de la Universidad Técnica de Munich han conseguido determinar cuánto tardan en ‘evaporarse’ los electrones.

Para ello el equipo ha desarrollado un nuevo método de medición que permite establecer el tiempo exacto que hay entre la absorción de los rayos X y la emisión del electrón. Los físicos “pegaron” átomos individuales de yodo a un cristal de tungsteno y lo expusieron a rayos X. El yodo ejercía de cronómetro por su velocidad reactiva.

La medición mostró que los cristales de tungsteno tardan unos 40 attosegundos, la trillonésima parte de un segundo, en generar los fotoelectrones. Es casi el doble de lo que esperábamos y eso hace el descubrimiento mucho más intrigante. Es poético: más de un siglo buscando 40 attosegundos.