Hace algún tiempo te propuse desde este blog una mirada al cielo a través del telescopio espacial Hubble, hoy te propongo que la dirijas hacia lo más pequeño, hacia las partículas que constituyen todo lo que es, todo lo que somos…el Universo. Estas imágenes tan bellas son la “visión” que el microscopio de efecto túnel (STM) capta de los átomos. 
El STM es obra de los científicos Heinrich Rohrer y Ger Binnig, de IBM, y por él obtuvieron el Premio Nobel de Física en 1986. El funcionamiento del STM se basa en la posibilidad del electrón de salir de esa “nube” de posiciones probables en la que se encuentra, “escapando” como por un túnel de las fuerzas electromagnéticas que le unen a las partículas del núcleo atómico y generando una intensidad eléctrica. 
El microscopio está equipado con una “aguja” en cuya punta sólo hay un átomo. Esta aguja se posiciona a una pequeñísima distancia de una superficie muy lisa de materia conductora o semiconductora, y se estable una pequeña diferencia de potencial entre aguja y materia. La aguja hace múltiples barridos sobre la superficie y un ordenador va captando la reacción de los electrones de la materia bajo el efecto de túnel a través de las intensidades eléctricas que se provocan. El resultado es esa especie de mapa topográfico en 3D de los átomos que componen la materia que recogen estas imágenes.
La imagen obtenida es en tonos de grises pero se colorean para captar mejor las densidades y hacer el efecto más visual. Además de un mayor conocimiento del comportamiento de átomos y moléculas el STM supone poder disponer de los átomos individualmente y crear estructuras con ellos: el desarrollo de la nanotecnología.
El microscopio está equipado con una “aguja” en cuya punta sólo hay un átomo. Esta aguja se posiciona a una pequeñísima distancia de una superficie muy lisa de materia conductora o semiconductora, y se estable una pequeña diferencia de potencial entre aguja y materia. La aguja hace múltiples barridos sobre la superficie y un ordenador va captando la reacción de los electrones de la materia bajo el efecto de túnel a través de las intensidades eléctricas que se provocan. El resultado es esa especie de mapa topográfico en 3D de los átomos que componen la materia que recogen estas imágenes. 
La imagen obtenida es en tonos de grises pero se colorean para captar mejor las densidades y hacer el efecto más visual. Además de un mayor conocimiento del comportamiento de átomos y moléculas el STM supone poder disponer de los átomos individualmente y crear estructuras con ellos: el desarrollo de la nanotecnología.Ya sé que todo esto, para los que no estamos muy en contacto con los términos de la Física, es un poco complicado… pero no por ello menos fascinante…
Si te interesa conocer algo más sobre Heinrich Rohrer and Gerd Binnig: http://nobelprize.org/educational_games/physics/microscopes/scanning/index.html Para ver de una manera gráfica el funcionamiento del STM: http://www.unizar.es/ina/equipos/microscopioSTM.htm http://www.icmab.es/icmab/files/tunel.pdf
Si te interesa conocer algo más sobre Heinrich Rohrer and Gerd Binnig: http://nobelprize.org/educational_games/physics/microscopes/scanning/index.html Para ver de una manera gráfica el funcionamiento del STM: http://www.unizar.es/ina/equipos/microscopioSTM.htm http://www.icmab.es/icmab/files/tunel.pdf 
12 comentarios:
Un saludo para el IES de Buñol que está utilizando esta entrada como material didáctico. Me encanta que lo hagáis y que os anime a conocer mejor este Universo increíble del que formamos parte.
Animaos a dejar vuestros comentarios.
Solo queria decir que mas informacion de lo que nos enseñas agregaria mas interes a la imagen,como que tipo de atomo es,que propiedades estan replesentadas,que tamaño estamos observando y cositas asi,para estimular la curiosidad aunque no seamos fisicos.
Hola, Iñaky y muchas gracias por tu comentario. Cuando preparé esta entrada había oido hablar del STM y me pareció un tema interesantísimo, pero me costó encontrar información y me resultó difícil hacer que esa información dispersa tomase cuerpo y transmitirla de una manera que resultase fácilmente inteligible. Uno de los problemas fue que encontré imágenes sin comentarios por un lado e información sobre el funcionamiento por otro. Creo que puedes ampliar información haciendo tus propias búsquedas sobre este tema ya que, dado el tiempo transcurrido desde que publiqué esta entrada, debe haber aparecido mayor información en Internet. Y ese es mi objetivo, estimular en otros la curiosidad que muchos temas despiertan en mi (que tampoco soy física ;)).
Un saludo
LA FISICA Y LA NANOTECNOLOGIA SON MUY IM PORTANTES SERIA SORPRENDENTE VER UN ATOMO PERO CON EL MICROSCOPIO EFECTO TUNEL SE PUEDE HACER OBSERVACIONES SOBRE EL COMPORTAMIENTO DE LOS ATOMOS Y MOLECULAS Y REVOLUCIONAR LA TEORIA ATOMICA Y ASI MISMO LA TECNOLOGIA AUNQUE APENAS VALLA EN LA SECUNDARIA CUANDO SEA GRANDE SE QUE ME VA A MARAVILLAR EL MUNDO ATOMICO Y SUS DEMAS POSTULADOS PORQUE ALGUNOS LLA LOS SE
Hola, Marina. Me ha encantado tu comentario, tus conocimientos, tu interés y tus ganas de aprender. El mundo de la Física Cuántica, la observación de las partículas, la nanotecnología están abriendo un montón de posibilidades y descubriendo una dimensión de la Energía/Materia que ha revolucionado los principios más básicos de la Física tradicional y nuestra visión del Universo.
Te animo a seguir estudiando y aprendiendo, abriendo tu mente y ¿quien sabe? quizás algún día seas una gran científica o, eso seguro, una persona que se cuestiona e investiga todo lo que le rodea.
Un fuerte abrazo
Hola Isabel, acabo de descubrir tu blog, y quiero felicitarte. Resulta muy interesante y didáctico. De hecho voy a incluir tu dirección en el blog que he creado este año para mis alumnos de 3º y 4º de la ESO, ya que como les estoy explicando a los chavales en el tema de modelos atómicos, hoy en día es fácil creer en los átomos, ya que con la tecnología actual podemos "verlos". Lo difícil era creer en ellos hace siglos.
Yo tengo un par de blogs, uno está dedicado a las personas que quieren dedicarse a la enseñanza y están preparando unas oposiciones. En dicho blog también dediqué unas cuantas entradas al tema de la existencia de los átomos:
http://opsfisquim.blogspot.com/search/label/EXISTENCIA%20DE%20LOS%20%C3%81TOMOS
El otro blog está destinado a materiales de ayuda para los alumnos de secundaria. Como profesor considero que debemos utilizar todas las nuevas tecnologías a nuestro alcance para que la asignatura de F y Q les resulme más amena.
Saludos
Bienvenido, Agustín y muchas gracias por tus palabras. Me encanta que utilices esta entrada como material didáctico, de alguna forma es la intención de todo esto, generar interés, curiosidad, conocimiento de lo que somos (que es lo mismo que lo que "es" todo el universo). También me sorprende como se intuyó, hace muchos siglos, la existencia de los átomos. Yo estudié magisterio y algún tiempo me dediqué a la educación de adultos, creo que sigo manteniendo esas ganas de compartir conocimientos y experiencias.
Me paso por tus blogs.
Un saludo
La verdad es que hoy en día la enseñanza de las ciencias es todo un reto, sobre todo conseguir despertar en ellos el interés y la curiosidad científica (sobre todo con dos horas de clase semanales). El problema es que en esta sociedad se ven desbordados por los continuos mensajes de su entorno, que propugnan una forma de vida basada en la imagen, en lo que piensan los demás, y lo que es peor, en el consumismo. Todo ello les lleva a pensar que la vida es "jauja", y que todo se puede conseguir sin esfuerzo. Por ello debemos utilizar todos los recursos que están a nuestro alcance para que se interesen por el estudio. Aunque es difícil, porque supone un esfuerzo continuo.
Sin embargo ahí estamos, seguimos en la trinchera, aunque algunos días resulte duro. Pero creo que el esfuerzo merece la pena.
Saludos.
Tienes toda la razón, Agustín. El sistema económico fabrica "consumidores" de productos y "técnicos" que mantengan la producción y generen nuevos productos.. para nada le interesan los "seres humanos" capaces de cuestionarse qué son... pasé por tus interesantísimos blogs (dejé un comentario que espero habrás visto)... ánimo, los professores como tú son los que dan sentido a la enseñanza.
Un saludo
Hola Isabel. Gracias por visitar mis blogs. No sé por qué, pero no he recibido el comentario que me indicas.
El otro día vimos las imágenes de los átomos de tu blog en clase. Como dice la frase: "ver es creer". ¿Qué mejor que ver los átomos para creer en ellos?
Saludos.
Hola de nuevo, Agustín. Intentaba dejarte un nuevo comentario, pero al intentar hacer la visualización previa se ha ido (el otro día llegué a verlo, pero he comprobado que no se publicó). No sé si hay algún problema... Lo que te decía es que son unos blogs magníficos con un materil muy trabajado y atrayente. Tus alumnos tienen suerte, los profesores como tu dan sentido a la enseñanza a "pesar" de las políticas educativas. Me encanta que utilices mi pequeña aportación en tus clases. Por cierto mi ultima entrada trata sobre la plasticidad cerebral y como los iones la hacen posible, quizás sea de tu interés.
Muchas gracias por todo y es un placer tenerte por aquí.
Saludos
Hola Isabel, si me permites utilizaré también tu entrada como material didáctico en la escuela de adultos donde trabajo.
Felicitaciones por tu blog.
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