Tunel-efektua koloretan ikusgai

Fisika kuantikoaren efektu ezagunenetako bat, tunel-efektua, zehaztasun handiz kuantifikatu ahal izan dute argiarekin egindako esperimentu batean. Nazioarteko fisikari talde batek —tartean Gipuzkoako DIPC eta CFM zentroetako ikertzaileak— elektroien eta argiaren arteko elkarrekintza baliatu du, eta metodo optikoak eta elektrikoak konbinatuta “barrutik” aztertu du efektua.

Ikerketan, Gipuzkoako fisikariez gain, Cambridge eta Paris Sud Unibertsitateetako fisikariek ere hartu dute parte, eta emaitzak gaur argitaratu dira Nature aldizkarian.

--> Javier Aipzurua, ikerketaren arduradunetako bat, Teknopolis telebista-saioan "Gerturik"

 --> Ikerketa Aizpuruak azalduta Norteko Ferrokarrilla irratsaioan

Esperimentua urrezko bi esfera nanoskopikorekin egin dute. Esferak elkarri hurbildu ahala, gainazalean dituzten elektroien jokabidea aldatu egiten da. Hasieran, akoplamendu bat sortzen da esfera batekoen eta bestekoen artean, eta modu berezian oszilatzen dute. Elektroi bakoitzaren oszilatze-moduari plasmoi deitzen diote fisikariek. Orduan fisikariek argi zuria igorri dute bi esferen arteko gunera, eta, plasmoien eraginez, han argia gorritu egiten da. Beraz, argi gorria izateak plasmoien presentzia adierazten du. Azken batean, sistema osoak antena optiko baten modura jokatzen du.

Baina hor ez dago oraindik tunel-efekturik. Horretarako, fisikariek are gehiago hurbildu dituzte esferak. 0,35 nanometro baino gertuago daudenean (hala ere elkar ukitu gabe), elektroiek esfera batetik bestera salto egiten dute. Ustez, ezinezkoa litzateke elektroiek salto egitea, esferek elkar ukitzen ez dutenez, tarteko hutsunearen potentzial elektrikoak ez baitie uzten elektroiei salto egiten. Baina praktikan gertatu egiten da. Potentzialean tunel bat egongo balitz bezalako efektua da, tunel-efektua.

Esperimentu honetan, elektroiek esferatik esferara salto egiten dutenean, argia kolorez aldatzen da, gorritik urdinera. Hori gertatzen da karga elektrikoen banaketa aldatzen delako. Esfera bakoitzean dauden elektroien kopurua aldatzen da, eta, ondorioz, tarteko guneko oszilazioak ere —plasmoiak— aldatu egiten dira.

Ikertzaileek “musu kuantikoa” deitu diote esperimentuari, bi esferek elkarri “musu” ematen diotelako —elektroiak trukatzen dituzte— oso gertu daudenean baina elkar ukitu gabe.

Fisikariek metodo optikoak eta elektrikoak konbinatu dituzte tunel-efektuaren eragina zehaztasun handiz neurtzeko. Esferak elkarri gerturatu ahala, sortutako argiaren uhin-luzerak eta plasmoiaren eremu elektrikoa neurtu dituzte, eta horri esker tunel-efektuaren xehetasunak aztertu dituzte. Javier Aizpurua DIPCko ikertzaileak nabarmendu nahi izan du, gainera, esperimentua antena optiko batean izaten diren kondizioetan egin dutela, alegia, giro-tenperaturan eta presioan. Ikerketa horren balioa da, hain zuen, oso eredu zehatza sortzen duela gailu elektrooptikoentzat nanometroen eskalan gertatzen denari buruz.