Cuando hablas en voz baja en una de las galerías de la catedral de San Pablo, el sonido corre tan fácilmente alrededor de la cúpula que los visitantes en cualquier parte de su circunferencia pueden escucharlo. Este sorprendente fenómeno se ha denominado efecto de `` galería susurrante '', y sus variantes aparecen en muchos escenarios donde una ola puede viajar casi perfectamente alrededor de una estructura. Investigadores de la Universidad de Göttingen ahora han aprovechado el efecto para controlar el haz de un microscopio electrónico por luz. Los resultados fueron publicados en Naturaleza .

En sus experimentos, el equipo del Dr. Ofer Kfir y el profesor Claus Ropers iluminó pequeñas esferas de vidrio con un láser, atrapando la luz en un llamado 'modo óptico de galería susurrante'. Similar al ejemplo de la acústica, la onda de luz viaja en estas esferas casi sin amortiguar. En su microscopio electrónico, Luego, los investigadores pasaron un haz de electrones cerca del borde de la esfera. Midiendo la distribución de las velocidades de los electrones, descubrieron que los electrones y el campo de luz habían intercambiado grandes cantidades de energía.

Según el primer autor Kfir, la fuerza de la interacción surge de dos contribuciones:"Primero, El efecto de galería susurrante nos permite almacenar luz y aprovechar el tiempo para crear una ola más fuerte. Segundo, los electrones corren a la misma velocidad que la onda de luz en la esfera de vidrio ". Él explica:" Piense en un surfista que iguale la velocidad de la onda para utilizar mejor su energía ". En el estudio, los físicos observaron que los electrones individuales habían recogido o regalado la energía de cientos de fotones, las partículas elementales del campo de luz.

Además del interés fundamental por este fenómeno, los investigadores creen que sus hallazgos tienen una relevancia futura considerable. "Investigamos formas en las que la luz puede agregar funcionalidad a la microscopía electrónica, "dice Ropers de la Facultad de Física, el líder del equipo y Director del Instituto Max Planck de Química Biofísica. "Ahora podemos usar la luz para dirigir el haz de electrones en el espacio y el tiempo. Mejorar el acoplamiento de electrones y fotones libres puede eventualmente conducir a tecnologías cuánticas completamente nuevas para la detección y microscopía a nanoescala. Estamos seguros de que el presente trabajo es un paso importante en esta dirección."