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Quantum Fracture, Cómo el Microscopio Más Potente del Mundo acabó en España (1)

Cómo el Microscopio Más Potente del Mundo acabó en España (1)

Años 80. En la frontera entre Francia y España, en el País Vasco, un coche ocupado por tres

hombres fue detenido para una inspección. Cuando los policías abrieron el maletero

se lo encontraron lleno de piezas y electrónica. Aunque seguramente los agentes sospecharon

que se trataba de las partes de un artefacto terrorista, lo que tenían delante era la

primera copia del microscopio más potente de todo el mundo, capaz de ver átomos y,

con el tiempo, la habilidad de poder manipularlos a su antojo.

En este vídeo dividido en 9 capítulos, os vamos a contar parte de su historia, de lo

alucinante que es esta técnica, de todas las puertas que está abriendo y de cómo

los españoles nos hemos convertido en unos expertos en ella, incluso fabricando microscopios

para otros equipos del mundo. Y para contar toda esta historia hemos tenido

el privilegio de contar con algunos de sus protagonistas.

CRESPO: Don Arturo, ¿cómo está?

ARTURO BARÓ: Muy bien, muy bien.

CRESPO: Fui estudiante de física en la Autónoma y no sabe la de historias que he escuchado.

ARTURO BARÓ: ¿Ah sí?

CRESPO: ¡Claro, por supuesto!

JULIO: Pues mira, yo hice la tesis con Arturo Baró, en la primera generación de STM que

hubo, por supuesto en España, y prácticamente en el mundo.

La historia del microscopio de efecto túnel, o de escaneado túnel, en sus siglas en inglés

STM, comienza en los laboratorios de IBM en Zurich, donde dos investigadores habían dado

a luz a la criatura.

JULIO: IBM siempre ha dedicado una parte significativa de su dinero a la investigación. Ocurre que

un profesor de este departamento, Nicolás García por circunstancias conoció a uno

de los inventores del STM; Heinrich Rohrer. Le conoció mientras estaba haciendo una estancia

en Alemania, se hicieron amigos, y de alguna manera Nicolás García le convenció para

traer un STM a España.

ARTURO BARÓ: Nicolás García era una persona muy persuasiva. Persuadió a Rhorer para hacer

eso.

JULIO: Como ya he dicho, aquí hay una cadena de relaciones humanas. Nicolás García se

lo dijo a Arturo. Arturo se fue a Zurich. Estuvo trabajando 6 meses con el STM que tenían

allí.

ARTURO BARÓ: Yo hice una estancia allí. Necesitaban un [físico] experimental. [Rhorer]

Me pidió que si yo quería ser el experimental y dije que sí.

JULIO: Y estuvo trabajando con el otro inventor del STM, Gerg Binnig.

ARTURO BARÓ: Pero bueno, realmente era Binnig era el que realmente desarrolló el microscopio

y propiamente el que hacía las imágenes y se ocupaba de todo. El que rompía las cosas.

Iba hasta el final. Si rompía algo, había un técnico, Gerber, y él lo arreglaba. Si

funcionaba bien y si no lo rompía y al día siguiente llegaba el técnico y lo volvía

a poner en funcionamiento. O sea que genial. Bueno esto, pues , me inició en el propio

microscopio.

CRESPO A RODOLFO: ¿Cómo entraste en contacto con el STM?¿Cómo te enteraste?

RODOLFO: Mi primer contacto con el STM fue bastante curioso. Estaba dando un seminario

un lunes por la mañana, y yo creía que estaba contando una cosa súper interesante, pero

nadie hacía ni caso. Realmente se pasaban todo el rato mirando hacia atrás, cuchicheando

con un tipo rubio derrengado en la última fila, con una cara de sueño espantosa. No

me hacen ningún caso, “estos tipos qué antipáticos son”. [Pregunta al plenario]”

hay preguntas, comentarios…” Y el tipo dice: “Yo creo que las preguntas, si las

hay, las podemos dejar para después porque ahora tenemos mucho interés en ir a ver esto

que ha encontrado Gerd [Binnig] en el laboratorio anoche”. Pues bueno, me uní a la procesión.

Y nos fuimos todos de procesión al laboratorio. Habían tomado las primeras medidas de esta

cosa, que luego se convirtió en el STM.

CRESPO: ¡Fíjate!

RODOLFO: Esto que te hace la barbilla como los dibujos animados [Sorprendido]. Veíamos

ahí unas líneas, que bueno...Pero claro, simplemente, como te puedes imaginar, la perspectiva

para un científico joven que hacía cosas de física de las superficies, que se pudieran

ver átomos, era aquello de que la cabeza te hace BOOM. Es como amor a primera vista.

A estas alturas estaréis deseando saber en qué consiste esto del STM. La idea no difiere

conceptualmente de la de un escáner de documentos, solamente que actúa a nivel nanométrico,

más de un millón de veces de lo que la mejor de tus reglas puede medir. Para conseguir

esto, Binnig y Rohrer se enfrentaron a tres retos.

Primero, si quieres escanear el nanomundo necesitas un sensor igual de pequeño. Y en

ese sentido no decepciona: esto esencialmente es un STM. Estos pilares están para colocar

la muestra y moverla a tu antojo, mientras que en el centro está la punta. Esta es la

parte importante, una especie de aguja cuyo extremo tiene el grosor de un átomo.

¿Cómo es posible hacer una punta tan afilada? Diego nos lo cuenta.

DIEGO: Hay dos métodos. El oficial y el extraoficial. El oficial es que generalmente lo que haces

es coger una punta de platino-iridio y le haces un ataque electroquímico y la punta

se afila sola. Al final acaba en un solo átomo. La versión extraoficial, que funciona bastante

bien, es coger unas tijeras de papelería y cortar el hilo de platino-iridio con ángulo

de 45 grados. Corte limpio. Esto es un arte. Estas tijeras tienen una zona que corta mejor

que el resto. Si haces el corte mal no te vale de nada, pero si cortas justo en ese

punto, haces un corte limpio del hilo...yo he conseguido sacar resolución atómica con

eso.

CRESPO: ¿En serio?

DIEGO: [Rie] Hay que tener arte para hacer esto. Incluso lo cutre hay que saber hacerlo

bien.

Segundo problema: el movimiento. Si quieres escanear algo tan pequeño tienes que poder

mover el sensor muy poco a poco, muy finamente por el nanomundo.

CRESPO: Una cosa que me parece una pasada, es que podáis mover esa punta átomo a átomo.

IVÁN: Realmente esa es una de las cosas técnicamente más espectaculares. Si hacemos una extrapolación,

es como tener el monte Everest e intentar, posicionarlo en torno a un centímetro de

una superficie, por ejemplo un plato que hubiese granitos de sal. Claro, en el monte Everest

tendríamos que tener un lápiz, algo así. Algo muy afilado. Moveriamos ese lápiz encima

de los granos de arena. Y la cosa sería mantener el monte Everest fijo con una precisión de

10 micras, midiendo estos granitos de sal.

JULIO: Cogieron tres barritas piezoeléctricas que al aplicarle un voltaje se estiraban,

se elongaban, y las unieron formando un trípode. Eran capaces de mover la punta a lo largo

de estas tres direcciones con precisión de fracciones de armstrong.

Y tercer problema: ¿Con qué sondeas? Puede que pienses en la luz, al fin y al cabo es

lo que tradicionalmente usan los microscopios. La luz choca contra las cosas, rebota hacia

nosotros y nos transmite información del objeto. Sin embargo, a nivel del nanomundo,

esto ya no es una opción. El motivo es que la luz visible es demasiado grande para revelar

detalles tan pequeños, no es capaz de interactuar a nivel atómico de la manera que queremos.

Una opción sería aumentar su frecuencia, haciendo que su tamaño ya sea capaz de extraer

estos detalles. El problema es que cuanto más frecuencia tiene la luz más energía

porta, por lo que al bombardear la muestra con esta luz lo estaríamos arrasando todo.

Necesitamos un nuevo tipo de escaneado. Es cuando entra el Efecto Túnel, del que ya

hablamos en un vídeo. Resumiendo, en el nanomundo los electrones tienen la habilidad cuántica

de estar deslocalizados, de no tener su posición bien definida. Esto les permite superar barreras

que de normal no podrían, lo que se llama tunelar. De esta forma puedes crear una corriente

túnel: empujar a un montón de electrones a atravesar un campo de fuerza que sabes que

es imposible de remontar, y detectar al otro lado que algunos electrones han pasado gracias

al tunelamiento cuántico. Lo útil de esto es que esta corriente es muy sensible al tamaño

de la barrera, hazla más grande o más pequeña y la cantidad de electrones que verás al

otro lado cambian exponencialmente. Es precisamente esta delicadeza lo que Binnig y Rohrer utilizaron

en el STM. Seguidme el hilo: La punta del STM se acerca

a la muestra. Se genera una fuerza que pretende que haya una corriente eléctrica entre la

punta y la superficie. Pero la punta está demasiado lejos, y la fuerza no es suficiente

para que los electrones salten fácilmente a la punta y cierren el circuito. A efectos

prácticos, el espacio entre la punta y la muestra es una barrera para los electrones,

así que en la punta se genera una corriente túnel. El sistema que controla el STM registra

la intensidad de esa corriente, marca la posición de la punta y la mueve a uno de los lados.

Ahora esta zona de la muestra está más cerca, por lo que la corriente túnel será mucho

más grande. El sistema lo detecta y retira la punta hasta que la corriente es la de referencia.

Registra la posición y se mueve a un lado. Este proceso se repite a lo largo de toda

la muestra, cartografiando su relieve, guiándose por la corriente túnel. Así es cómo puede

resolverse la imagen de un átomo.

NATALIA: Igual que un tocadiscos cuando tiene una punta y mides la rugosidad de esa superficie

con la punta, lo que hace el tocadiscos es traducirlo en música, nosotros esa rugosidad

la traducimos en una imagen de topografía.

JULIO: El STM te enseñaba los átomos uno a uno. Por ejemplo, allí, esa imagen que

hay allí de Nature, eso son átomos de estaño sobre una superficie de silicio y además

diferencian cuáles son los átomos de silicio de los átomos de estaño. Les ponen colores.

Esto es porque el STM no solo es capaz de enseñarte la distribución de la superficie.

Como la sonda son los electrones, átomos de distinto tipo generarán corrientes túnel

distintas (digamos que unos tiran más de sus electrones que otros). El STM te dice

no solo dónde están los átomos sino de qué elementos son. Pero para conseguir todo

esto se necesitan unas condiciones especiales, lo que nos lleva a la parte gorda del microscopio:

DIEGO: Lo que hacemos es meter esto (la punta) dentro de esta campana. Al final todo este

armatoste que se ve es una campana de ultra alto vacío, y un criostato. Claro, si tú

quieres estudiar una superficie metálica, por ejemplo, grafeno, si la dejas al aire,

al final todo se contamina. Sobre todo de moléculas de agua. Lo que necesitamos es

aislar nuestro STM de todas las frecuencias posibles. Tenemos por un lado unas patas neumáticas

que ayudan en ciertas frecuencias. Luego, dentro, hay un sistema de muelles. Incluso

los cables que se conectan al microscopio, llegados a un punto tienen que ser muy muy

muy finos. Del orden de un tercio de cabello humano para que no transmitan las vibraciones

mecánicas que llegan.

JULIO: Si tu quieres poner un objeto macroscópico, una punta, a una distancia de dos distancias

atómicas de otro objeto macroscópico que es la muestra. De alguna manera tienes que

evitar que haya vibraciones. Utilizando un amortiguamiento con muelles, consiguieron

hacer un STM que resolvió la primer imagen del silicio 7x7.

El problema del silicio 7x7 era un antiguo quebradero de cabeza para los cristalógrafos.

El silicio, cuando forma un cristal en condiciones normales, tiene un patrón relativamente sencillo.

Pero cuando se calienta a bajísimas presiones adquiere una estructura muchísima más complicada,

el silicio 7x7. Cuál era exactamente esta estructura era algo que se desconocía.

JULIO: Se escribieron artículos sobre eso. Sobre cómo era la reconstrucción del silicio.

Bueno, había un montón de modelos. El STM llegó, sacó una imagen del espacio real

y se acabó el problema. Esa fue la imagen que les valió el premio Nobel.

Cómo el Microscopio Más Potente del Mundo acabó en España (1) Wie das leistungsstärkste Mikroskop der Welt in Spanien gelandet ist (1) How the World's Most Powerful Microscope ended up in Spain (1) Comment le microscope le plus puissant du monde s'est retrouvé en Espagne (1) Come è finito in Spagna il microscopio più potente del mondo (1) 세계에서 가장 강력한 현미경이 스페인에서 어떻게 완성되었는지(1) Como o microscópio mais poderoso do mundo foi parar na Espanha (1) Как самый мощный в мире микроскоп оказался в Испании (1) 世界上最强大的显微镜如何落户西班牙 (1)

Años 80. En la frontera entre Francia y España, en el País Vasco, un coche ocupado por tres Años 80. En la frontera entre Francia y España, en el País Vasco, un coche ocupado por tres

hombres fue detenido para una inspección. Cuando los policías abrieron el maletero ||festgenommen|||Inspektion||||||Kofferraum |||||inspection||||they opened||trunk

se lo encontraron lleno de piezas y electrónica. Aunque seguramente los agentes sospecharon |||||||electronics|Although||||they suspected

que se trataba de las partes de un artefacto terrorista, lo que tenían delante era la |||||||||||||vor|| ||||||||artifact|||||||

primera copia del microscopio más potente de todo el mundo, capaz de ver átomos y,

con el tiempo, la habilidad de poder manipularlos a su antojo. ||||||||||Belieben |||||||manipulate them|||whim

En este vídeo dividido en 9 capítulos, os vamos a contar parte de su historia, de lo

alucinante que es esta técnica, de todas las puertas que está abriendo y de cómo amazing||||||||||||||

los españoles nos hemos convertido en unos expertos en ella, incluso fabricando microscopios |||||||||||fabricating|microscopes

para otros equipos del mundo. Y para contar toda esta historia hemos tenido

el privilegio de contar con algunos de sus protagonistas.

CRESPO: Don Arturo, ¿cómo está? |Mr|||

ARTURO BARÓ: Muy bien, muy bien. |Baró||||

CRESPO: Fui estudiante de física en la Autónoma y no sabe la de historias que he escuchado. Crespo||||||||||||||||

ARTURO BARÓ: ¿Ah sí?

CRESPO: ¡Claro, por supuesto! |||supposed

JULIO: Pues mira, yo hice la tesis con Arturo Baró, en la primera generación de STM que ||||||thesis|||||||||STM|

hubo, por supuesto en España, y prácticamente en el mundo. there was|||||||||

La historia del microscopio de efecto túnel, o de escaneado túnel, en sus siglas en inglés |||||||||scannen||||Abkürzungen|| |||microscope|||tunnel|||scanning||||acronyms||

STM, comienza en los laboratorios de IBM en Zurich, donde dos investigadores habían dado ||||||IBM||Zurich|||||

a luz a la criatura. ||||das Wesen

JULIO: IBM siempre ha dedicado una parte significativa de su dinero a la investigación. Ocurre que |||||||||||||Forschung|| |||||||significant||||||||

un profesor de este departamento, Nicolás García por circunstancias conoció a uno

de los inventores del STM; Heinrich Rohrer. Le conoció mientras estaba haciendo una estancia |||||||||||||Aufenthalt ||inventors|||Heinrich|Rohrer|||||||stay

en Alemania, se hicieron amigos, y de alguna manera Nicolás García le convenció para ||||||||||||überzeugt|

traer un STM a España.

ARTURO BARÓ: Nicolás García era una persona muy persuasiva. Persuadió a Rhorer para hacer ||||||||überzeugend|überzeugte|||| ||||||||persuasive|He persuaded||Rhorer||

eso.

JULIO: Como ya he dicho, aquí hay una cadena de relaciones humanas. Nicolás García se ||||||||chain|||||| JULIO: As I have already said, there is a chain of human relations here. Nicolás García is

lo dijo a Arturo. Arturo se fue a Zurich. Estuvo trabajando 6 meses con el STM que tenían |||||||||He was|||||||

allí.

ARTURO BARÓ: Yo hice una estancia allí. Necesitaban un [físico] experimental. [Rhorer]

Me pidió que si yo quería ser el experimental y dije que sí. |batte|||||||||||

JULIO: Y estuvo trabajando con el otro inventor del STM, Gerg Binnig. |||||||||||Binnig

ARTURO BARÓ: Pero bueno, realmente era Binnig era el que realmente desarrolló el microscopio |||||||||||||microscope

y propiamente el que hacía las imágenes y se ocupaba de todo. El que rompía las cosas. |eigentlich||||||||beschäftigte|||||zerstörte|| |properly||||||||occupied|||||was breaking|| and properly the one who made the images and took care of everything. The one who broke things.

Iba hasta el final. Si rompía algo, había un técnico, Gerber, y él lo arreglaba. Si I was||||||||||Gerber||||fixed|

funcionaba bien y si no lo rompía y al día siguiente llegaba el técnico y lo volvía funktionierte|||||||||||||||| worked||||||it broke|||||||technician|||would fix

a poner en funcionamiento. O sea que genial. Bueno esto, pues , me inició en el propio ||||||||||||begann||| to be put into operation. So that's great. Well this, then, started me off in the very

microscopio.

CRESPO A RODOLFO: ¿Cómo entraste en contacto con el STM?¿Cómo te enteraste? ||||eingetreten||||||||erfahren ||Rodolfo||||||||||found out

RODOLFO: Mi primer contacto con el STM fue bastante curioso. Estaba dando un seminario |||||||||||||seminar RODOLFO: My first contact with STM was quite curious. I was giving a seminar

un lunes por la mañana, y yo creía que estaba contando una cosa súper interesante, pero ||||||||||erzählen|||||

nadie hacía ni caso. Realmente se pasaban todo el rato mirando hacia atrás, cuchicheando |||||||||||||kichernd |was doing||||||||||||whispering

con un tipo rubio derrengado en la última fila, con una cara de sueño espantosa. No ||||verkrüppelt||||Reihe||||||| ||||slumped||||row||||||terrible|

me hacen ningún caso, “estos tipos qué antipáticos son”. [Pregunta al plenario]” |||||||rude||||plenary session

hay preguntas, comentarios…” Y el tipo dice: “Yo creo que las preguntas, si las

hay, las podemos dejar para después porque ahora tenemos mucho interés en ir a ver esto

que ha encontrado Gerd [Binnig] en el laboratorio anoche”. Pues bueno, me uní a la procesión. ||||||||||||joined|||Prozession |||Gerd|||||||||joined|||procession

Y nos fuimos todos de procesión al laboratorio. Habían tomado las primeras medidas de esta

cosa, que luego se convirtió en el STM.

CRESPO: ¡Fíjate!

RODOLFO: Esto que te hace la barbilla como los dibujos animados [Sorprendido]. Veíamos ||||||Kinn|||Zeichnungen||| ||||||chin||||animated|Surprised|We saw

ahí unas líneas, que bueno...Pero claro, simplemente, como te puedes imaginar, la perspectiva

para un científico joven que hacía cosas de física de las superficies, que se pudieran für einen jungen Wissenschaftler|||||||||||||| |||||||||||surfaces|||

ver átomos, era aquello de que la cabeza te hace BOOM. Es como amor a primera vista. |||that thing|||||||||||||

A estas alturas estaréis deseando saber en qué consiste esto del STM. La idea no difiere ||||wanting|||||||||||differs

conceptualmente de la de un escáner de documentos, solamente que actúa a nivel nanométrico, conceptually|||||scanner||||||||nanometric

más de un millón de veces de lo que la mejor de tus reglas puede medir. Para conseguir |||||||||||||Regeln||||

esto, Binnig y Rohrer se enfrentaron a tres retos. |||||konfrontierten|||

Primero, si quieres escanear el nanomundo necesitas un sensor igual de pequeño. Y en |||to scan||nanoworld|||sensor|||||

ese sentido no decepciona: esto esencialmente es un STM. Estos pilares están para colocar |||enttäuscht nicht|||||||||| |||disappoints|||||||pillars|||to place

la muestra y moverla a tu antojo, mientras que en el centro está la punta. Esta es la |sample|||||Laune||||||||||| |||move it||||||||||||||

parte importante, una especie de aguja cuyo extremo tiene el grosor de un átomo. |||||Nadel|||||Dicke||| ||||||||||thickness|||

¿Cómo es posible hacer una punta tan afilada? Diego nos lo cuenta. |||||||so scharf|||| |||||||sharp||||

DIEGO: Hay dos métodos. El oficial y el extraoficial. El oficial es que generalmente lo que haces ||||||||unofficial||||||||

es coger una punta de platino-iridio y le haces un ataque electroquímico y la punta |nehmen||||Platin-Iridium|Iridium||||||elektrochemisch||| |||tip||platinum|iridium||||||electrochemical|||

se afila sola. Al final acaba en un solo átomo. La versión extraoficial, que funciona bastante |schärfen|||||||||||||| |sharpens|||||||||||unofficial|||

bien, es coger unas tijeras de papelería y cortar el hilo de platino-iridio con ángulo ||||Schere||Büromaterial||||Faden||Platinawolle|Iridium|| ||||scissors||stationery|||||||||

de 45 grados. Corte limpio. Esto es un arte. Estas tijeras tienen una zona que corta mejor |||||||||Scheren||||||

que el resto. Si haces el corte mal no te vale de nada, pero si cortas justo en ese

punto, haces un corte limpio del hilo...yo he conseguido sacar resolución atómica con ||||||Faden|||||||

eso.

CRESPO: ¿En serio?

DIEGO: [Rie] Hay que tener arte para hacer esto. Incluso lo cutre hay que saber hacerlo |||||||||||schäbig|||| |Laugh||||||||||shabby||||

bien.

Segundo problema: el movimiento. Si quieres escanear algo tan pequeño tienes que poder ||||||to scan||||||

mover el sensor muy poco a poco, muy finamente por el nanomundo. ||||||||finely|||

CRESPO: Una cosa que me parece una pasada, es que podáis mover esa punta átomo a átomo. |||||||Verrückte|||||||||

IVÁN: Realmente esa es una de las cosas técnicamente más espectaculares. Si hacemos una extrapolación, ||||||||||||||Extrapolation

es como tener el monte Everest e intentar, posicionarlo en torno a un centímetro de ||||||||to position it||around|||centimeter|

una superficie, por ejemplo un plato que hubiese granitos de sal. Claro, en el monte Everest ||||||||||salt|||||

tendríamos que tener un lápiz, algo así. Algo muy afilado. Moveriamos ese lápiz encima ||||Bleistift||||||||| |||||||||sharp|we would move|||

de los granos de arena. Y la cosa sería mantener el monte Everest fijo con una precisión de ||grains||sand|||||||||fixed||||

10 micras, midiendo estos granitos de sal. Mikrometer||||| microns|||grains||

JULIO: Cogieron tres barritas piezoeléctricas que al aplicarle un voltaje se estiraban, |||||||||||dehnten sich aus |They took||bars|piezoelectric|||to apply it||voltage||they stretched

se elongaban, y las unieron formando un trípode. Eran capaces de mover la punta a lo largo |verlängerten||||||||||||||| |they elongated||||forming||tripod||capable|||||||

de estas tres direcciones con precisión de fracciones de armstrong. |||||||||armstrong

Y tercer problema: ¿Con qué sondeas? Puede que pienses en la luz, al fin y al cabo es |||||you probe||||||||||||

lo que tradicionalmente usan los microscopios. La luz choca contra las cosas, rebota hacia |||||microscopic|||||||it bounces|

nosotros y nos transmite información del objeto. Sin embargo, a nivel del nanomundo, |||it transmits|||||||||

esto ya no es una opción. El motivo es que la luz visible es demasiado grande para revelar

detalles tan pequeños, no es capaz de interactuar a nivel atómico de la manera que queremos. |||||||to interact|||atomic|||||

Una opción sería aumentar su frecuencia, haciendo que su tamaño ya sea capaz de extraer ||||||||||||||to extract

estos detalles. El problema es que cuanto más frecuencia tiene la luz más energía

porta, por lo que al bombardear la muestra con esta luz lo estaríamos arrasando todo. |||||||||||||alles zerstören| brings|||||to bombard|||||||we would be|destroying|

Necesitamos un nuevo tipo de escaneado. Es cuando entra el Efecto Túnel, del que ya |||||scanning|||||||||

hablamos en un vídeo. Resumiendo, en el nanomundo los electrones tienen la habilidad cuántica ||||Summing|||||||||

de estar deslocalizados, de no tener su posición bien definida. Esto les permite superar barreras ||localized|||||||defined||||to overcome|

que de normal no podrían, lo que se llama tunelar. De esta forma puedes crear una corriente |||||||||to tunnel|||||||

túnel: empujar a un montón de electrones a atravesar un campo de fuerza que sabes que |drücken|||||||||||||| |to push||||||||||||||

es imposible de remontar, y detectar al otro lado que algunos electrones han pasado gracias |||aufholen||||||||||| |||to remont|||||||||||

al tunelamiento cuántico. Lo útil de esto es que esta corriente es muy sensible al tamaño |tunneling||||||||||||sensitive||

de la barrera, hazla más grande o más pequeña y la cantidad de electrones que verás al ||Barriere|||||||||||||| |||make it|||||||||||||

otro lado cambian exponencialmente. Es precisamente esta delicadeza lo que Binnig y Rohrer utilizaron |||||||Zartheit|||||| |||exponentially||||delicacy||||||they used

en el STM. Seguidme el hilo: La punta del STM se acerca |||Folgt mir||Faden|||||| |||Follow me||thread||||||

a la muestra. Se genera una fuerza que pretende que haya una corriente eléctrica entre la ||||||||beabsichtigt||||Strom||| ||||||||it intends|||||||

punta y la superficie. Pero la punta está demasiado lejos, y la fuerza no es suficiente

para que los electrones salten fácilmente a la punta y cierren el circuito. A efectos ||||jump||||||they close||circuit||

prácticos, el espacio entre la punta y la muestra es una barrera para los electrones, ||||||||||||||Elektronen practical||||||||||||||

así que en la punta se genera una corriente túnel. El sistema que controla el STM registra |||||||||||||it controls|||it records

la intensidad de esa corriente, marca la posición de la punta y la mueve a uno de los lados. ||||current||||||||||||||

Ahora esta zona de la muestra está más cerca, por lo que la corriente túnel será mucho

más grande. El sistema lo detecta y retira la punta hasta que la corriente es la de referencia. |||||||entfernt|||||||||| |||||detects||removes||||||||||

Registra la posición y se mueve a un lado. Este proceso se repite a lo largo de toda It registers|||||||||||||||||

la muestra, cartografiando su relieve, guiándose por la corriente túnel. Así es cómo puede ||mapping||relief|guiding|||current|||||

resolverse la imagen de un átomo. to resolve|||||

NATALIA: Igual que un tocadiscos cuando tiene una punta y mides la rugosidad de esa superficie ||||Plattenspieler||||||||Rauheit||| NATALIA||||turntable||||||||rugosity|||

con la punta, lo que hace el tocadiscos es traducirlo en música, nosotros esa rugosidad |||||||||to translate it|||||

la traducimos en una imagen de topografía. |we translate|||||topography

JULIO: El STM te enseñaba los átomos uno a uno. Por ejemplo, allí, esa imagen que ||||it taught|||||||||||

hay allí de Nature, eso son átomos de estaño sobre una superficie de silicio y además ||||||||Zinn||||||| ||||||||tin|||||silicon||

diferencian cuáles son los átomos de silicio de los átomos de estaño. Les ponen colores. they differentiate||||||||||||||

Esto es porque el STM no solo es capaz de enseñarte la distribución de la superficie. ||||||||||to teach you||distribution|||

Como la sonda son los electrones, átomos de distinto tipo generarán corrientes túnel ||||||||||they will generate||

distintas (digamos que unos tiran más de sus electrones que otros). El STM te dice ||||they pull||||||||||

no solo dónde están los átomos sino de qué elementos son. Pero para conseguir todo

esto se necesitan unas condiciones especiales, lo que nos lleva a la parte gorda del microscopio: |||||||||führt||||dicke|| |||||||||||||fat||microscope

DIEGO: Lo que hacemos es meter esto (la punta) dentro de esta campana. Al final todo este |||||einführen|||||||Glocke|||| ||||||||||||bell||||

armatoste que se ve es una campana de ultra alto vacío, y un criostato. Claro, si tú Gerät||||||||||hohl|||||| device||||||||ultra|||||cryostat|||

quieres estudiar una superficie metálica, por ejemplo, grafeno, si la dejas al aire, ||||metallic|||graphene|||||

al final todo se contamina. Sobre todo de moléculas de agua. Lo que necesitamos es ||||contaminates||||||||||

aislar nuestro STM de todas las frecuencias posibles. Tenemos por un lado unas patas neumáticas |||||||||||||Füße|pneumatic to isolate|||||||||||||legs|pneumatic

que ayudan en ciertas frecuencias. Luego, dentro, hay un sistema de muelles. Incluso |||||||||||Federn| |||||||||||springs|

los cables que se conectan al microscopio, llegados a un punto tienen que ser muy muy |||||||angekommen|||||||| ||||they connect|||||||||||

muy finos. Del orden de un tercio de cabello humano para que no transmitan las vibraciones |sehr fein|||||||||||||| |fine|||||||hair|||||they transmit||

mecánicas que llegan. ||kommen

JULIO: Si tu quieres poner un objeto macroscópico, una punta, a una distancia de dos distancias |||||||macroscopic||||||||

atómicas de otro objeto macroscópico que es la muestra. De alguna manera tienes que

evitar que haya vibraciones. Utilizando un amortiguamiento con muelles, consiguieron ||||||Dämpfung||| ||||||damping|||

hacer un STM que resolvió la primer imagen del silicio 7x7. ||||it resolved|||||silicon|

El problema del silicio 7x7 era un antiguo quebradero de cabeza para los cristalógrafos. ||||||||Kopfschmerzen||||die| ||||||||headache|||||crystallographers

El silicio, cuando forma un cristal en condiciones normales, tiene un patrón relativamente sencillo. |||||crystal||||||pattern||

Pero cuando se calienta a bajísimas presiones adquiere una estructura muchísima más complicada, |||||very low||it acquires|||||

el silicio 7x7. Cuál era exactamente esta estructura era algo que se desconocía. ||||||||||||nicht bekannt

JULIO: Se escribieron artículos sobre eso. Sobre cómo era la reconstrucción del silicio. ||||||||||Rekonstruktion|| ||they wrote||||||||reconstruction||

Bueno, había un montón de modelos. El STM llegó, sacó una imagen del espacio real |||||||||he/she/it took|||||

y se acabó el problema. Esa fue la imagen que les valió el premio Nobel. es|||||||||||||| |||||||||||it was worth|||