Un trío de investigadores de la Universidad de Göttingen, Université de Technologie de Troyes y Université Paris-Saclay, ha desarrollado un camino teórico hacia la nanoespectroscopía de haz de electrones polarizados. En su artículo publicado en la revista Física de la naturaleza , Hugo Lourenço-Martins, Davy Gérard y Mathieu Kociak, esbozar una teoría que implica establecer una relación entre la espectroscopia óptica polarizada y la dispersión de electrones libres. David Masiello, de la Universidad de Washington, ha publicado un artículo de News &Views en la misma edición de la revista que describe el trabajo de los investigadores.

La espectroscopia electrónica se utiliza para estudiar la estructura electrónica de átomos y moléculas. También se puede utilizar para estudiar la dinámica de dichas estructuras. La tecnología se basa en analizar las energías emitidas por los electrones. Pero como señala Masiello, un problema con la espectroscopia electrónica es que sin polarización, no puede proporcionar el mismo tipo de funciones que la espectroscopia óptica. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han encontrado una relación entre la espectroscopía óptica (que está polarizada) y la dispersión de electrones libres, un hallazgo que sugiere la posibilidad de una nanoespectroscopía de haz de electrones polarizados. Para encontrar esta relación, centraron sus esfuerzos en los límites duales opuestos que se producen durante la dispersión de los haces de electrones de vórtice que tienen objetivos no localizados. Comenzaron por mirar el límite de cintura ancha y luego el límite de cintura estrecha (donde el láser estaba muy claramente enfocado). Luego pasaron a un análisis de la dispersión de electrones inelásticos en varios escenarios. Al hacerlo, encontraron que los fotones virtuales se intercambian cuando se dispara un haz de vórtice de electrones libres a un objetivo, revelando una conexión entre la dispersión inelástica de ondas electrónicas escalares y la espectroscopia óptica polarizada. Luego se les ocurrió una fórmula matemática para describir la señal de pérdida de energía de electrones polarizados, que utilizaron para derivar la probabilidad de pérdida de energía.

El resultado de su trabajo mostró que la pérdida de energía durante la espectroscopia permite medir la densidad electromagnética polarizada de los estados (el estado de giro en particular), y eso sugiere que la pérdida de energía en tales sistemas se puede utilizar para abordar problemas con la nanoóptica. posiblemente conduciendo a nano-espectroscopía de haz de electrones polarizado.

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