El pasado 28 de agosto la revista “Nature Photonics” publicó un artículo que seguramente tendrá enorme influencia en muchas aplicaciones tecnológicas (ver: R. Chikkaraddy, et al., “Single-molecule mid-infrared spectroscopy and detection through vibrationally assisted luminescence”, Nature Photonics, 2023).
Se trata de “Luminiscencia asistida vibracionalmente en el infrarrojo medio” (MIRVAL por sus siglas en inglés). Este trabajo fue una colaboración entre científicos de la Universidades de Birmingham y de Cambridge, en Inglaterra y propone un nuevo método para la detección de luz en el medio infrarrojo a temperatura ambiente utilizando sistemas cuánticos.
Empleando este método los científicos convirtieron fotones de baja energía de luz en el infrarrojo medio, en fotones visibles de mayor energía utilizando moléculas de emisión. Uno de los aspectos más importantes es que permite la detección de luz en el infrarrojo medio así como realizar espectroscopia a nivel molecular y temperatura ambiente.
El Dr. Rohit Chikkaraddy, investigador líder de este trabajo explica: “Los enlaces que mantienen la distancia entre los átomos en las moléculas vibran como resortes y estas vibraciones entran en resonancia a muy altas frecuencias, estos resortes pueden ser excitados en la región del infrarrojo medio con luz que es invisible al ojo humano, a temperatura ambiente estos resortes se encuentran en movimiento aleatorio y producen un ruido térmico, debido a esto los detectores modernos utilizan dispositivos semiconductores enfriados a muy baja temperatura los cuales consumen mucha energía y son voluminosos, mientras que nuestra investigación presenta una nueva forma de detectar esta luz del infrarrojo medio a temperatura ambiente” .
El Dr. Chikkaraddy añade: “El reto más grande de este trabajo fue combinar las tres diferentes escalas espaciales involucradas en las tres diferentes longitudes de onda; la luz visible tiene una longitud de onda de cientos de nanómetros, las vibraciones moleculares de menos de un nanómetro y la luz infrarroja media, decenas de miles de nanómetros. Combinar todo esto en un dispositivo cuántico de modo efectivo fue el reto más importante pues implicó trabajar a nivel de una sola molécula”.
Las aplicaciones de este desarrollo se esperan en la detección en tiempo real de gases, el diagnóstico médico, escaneos astronómicos y comunicaciones cuánticas. Otra importante ventaja del método desarrollado consiste en que, como se ha señalado, trabaja a temperatura ambiente sin necesidad de complicados sistemas criogénicos que complican mucho cualquier sistema de detección.
HLL