Haces de iones brillantes a partir de átomos fríos
El enfriamiento y el atrapamiento con láser han revolucionado la física atómica y abierto el camino, entre otros, hacia nuevas formas de materia. El avance en este campo se ha plasmado en los dos premios Nobel concedidos en 1997 y 2001 a los plasmas ultrafríos y los condensados de Bose-Einstein respectivamente. El factor clave para promover este progreso ha sido la capacidad de producir átomos extremadamente fríos y controlar su comportamiento a temperatura ambiente. El enfriamiento con láser puede reducir de forma importante la velocidad de los átomos en movimiento. El proyecto COLDBEAMS (Ultra-cold gas for the production of a bright electron and monochromatic ion source), financiado por la Unión Europea, reunió a investigadores de distintos campos de estudio: obtención de haces de iones enfocados y enfriamiento y manipulación de átomos neutros con láser. Su objetivo era desarrollar nuevas fuentes de iones y electrones basadas en átomos enfriados con láser. Los investigadores utilizaron átomos enfriados con láser para obtener haces de iones enfocados y de alto brillo. El enfriamiento y atrapamiento con láser también ofrece ventajas en áreas distintas de la física atómica, como la ciencia nanométrica, donde los haces de iones enfocados se pueden utilizar para preparar muestras para microscopía electrónica y para estudiar superficies de materiales. El resultado fue el desarrollo de un haz colimado y brillante de átomos de cesio enfriados mediante una trampa magnetoóptica. Este sistema de nuevo desarrollo demostró con éxito que es posible utilizar átomos fríos para obtener haces de iones enfocados incorporados dentro de haces de iones y electrones y para aplicaciones de captación de imágenes y de grabado. COLDBEAMS también demostró la posibilidad de generar mazos de iones con una cantidad definida de carga y propiedades dinámicas controladas. Los resultados preliminares se publicaron en Physical Review A, en un artículo titulado «High-flux monochromatic ion an electron beams based on laser-cooled atoms». Los resultados del proyecto contribuirán a lograr avances científicos y técnicos en muchas disciplinas que van desde la física hasta la química y la biología.
Palabras clave
Microscopia electrónica, átomos ultrafríos, haces de iones enfocados, enfriamiento con láser, COLDBEAMS
