Resonancias plasmónicas y efecto túnel de electrones entre dos esferas de oro que se “besan”

Podemos leer en “Los ‘besos’ cuánticos cambian el color del vacío,” SINC, 7 Nov 2012, que “el vacío que existe entre dos nanoesferas de oro separadas por menos de 0,35 nanómetros cambia de color de rojo a azul.” La pregunta es obvia, ¿el vacío tiene color? Nos cuentan que Javier Aizpurua (CSIC y Univ. País Vasco), coautor del artículo técnico, compara el fenómeno con un beso: “Cuanto más se acercan las nanoesferas de oro más carga presentan sus superficies y dicha carga sólo [se libera] a través del salto cuántico de sus electrones [por efecto túnel], del mismo modo que la tensión previa a un beso aumenta según se acercan las caras y se libera cuando finalmente se juntan los labios.” La analogía es muy sugerente. Jeremy Baumberg (Univ. Cambridge), autor principal del artículo, explica: “Alinear dos nanoesferas de oro es como cerrar los ojos e intentar que dos agujas sostenidas con los dedos se toquen por ambas puntas”. Según Baumberg, conseguirlo les “ha costado años de duro trabajo” y ha sido posible gracias a los avances en los microscopios de fuerza atómica. Obviamente, un átomo de oro tiene un radio de unos 0,15 nm, luego entre dos esferas separadas por 0,35 nm solo caben dos átomos de oro.

El vacío no tiene color. La “nada” tampoco. Pero también podemos leer Genevieve Maul (Univ. Cambridge), “Quantum kisses change the color of nothing,” EurekAlert!, 7 Nov 2012 [gracias César @EDocet por el enlace]. Y el espacio tampoco tiene color, aunque News Staff, “A Quantum Kiss Between Nanoparticles That Changes The Color Of Space,” Science 2.0, Nov 7th, 2012 [gracias Teguayco @teguayco por el enlace]. Como diría Bill Clinton, ¡es la luz, estúpido! Lo que tiene color en el experimento de Baumberg y sus colegas es la luz. Permíteme que te lo aclare con un esquema del experimento, pero antes, la obligada cita al interesante artículo técnico.

El artículo técnico en liza es Kevin J. Savage, Matthew M. Hawkeye, Rubén Esteban, Andrei G. Borisov, Javier Aizpurua, Jeremy J. Baumberg, “Capturing the quantum regime in tunnelling plasmonics,” Nature, Published online 07 November 2012. Este nuevo artículo experimental confirma el análisis teórico previo de Ruben Esteban, Andrei G. Borisov, Peter Nordlander, Javier Aizpurua, “Bridging quantum and classical plasmonics with a quantum-corrected model,” Nature Communications 3: 825, 08 May 2012.

PS (12 nov 2012): Una explicación muy buena sobre las “nanoantenas que se besan” de manos de Javier Aizpurua, “Besos cuánticos,” RSEF, 12 Nov. 2012.

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El grafeno vale para casi todo, pero no para todo

Hoy en día parece que el grafeno sirve para todo, sin embargo, hay aplicaciones que requieren un buen conductor para las que el grafeno no es adecuado, siendo el mejor conductor conocido. En metamateriales y en plasmónica se utilizan metales nobles (como el oro) pero a alta frecuencia no son buenos conductores y presentan muchas pérdidas. El grafeno podría ser la solución, pero un nuevo artículo técnico publicado en Nature Photonics indica que “no es oro todo lo que reluce” (nunca mejor dicho). El grafeno no es una alternativa a los metales nobles en metamateriales (tampoco lo son los superconductores de alta temperatura). En plasmónica, donde se usan plasmones de superficie, tampoco se obtienen ventajas utilizando estos materiales. Para descubrir estos inconvenientes del grafeno, los autores del artículo han introducido un nuevo parámetro (figure-of-merit) que caracteriza el rendimiento de un conductor como material resonante en metamateriales. El artículo técnico es Philippe Tassin, Thomas Koschny, Maria Kafesaki & Costas M. Soukoulis, “A comparison of graphene, superconductors and metals as conductors for metamaterials and plasmonics,” Nature Photonics, Published online 04 March 2012.