Un equipo de científicos financiados por la Unión Europea ha descubierto una forma de generar haces de electrones rotatorios. La técnica estudiada por el proyecto ESTEEM y descrita en la revista Nature, se podría utilizar para analizar las propiedades magnéticas de los materiales e incluso se podría emplear para manipular partículas diminutas y ponerlas en movimiento.

Los haces de electrones son utilizados ya desde hace varios años en el estudio de la materia. Los microscopios electrónicos de transmisión (TEM) son, actualmente, un elemento común en los laboratorios de todo el mundo. Sin embargo, un haz normal de electrones no proporciona a los investigadores información sobre las propiedades magnéticas de un objeto. Para ello, es necesario disponer de un haz en forma de vórtice de electrones que gire de forma parecida a como lo hace el aire en un tornado.

El proyecto de investigación ESTEEM ("Infraestructura europea distribuida de microscopia electrónica avanzada para la nanociencia"), que contó con 8,7 millones de euros de financiación comunitaria a través del tema Infraestructuras del Sexto Programa Marco (FP6) ha supuesto una contribución clave para este descubrimiento.

Ya hace un tiempo que se descubrieron los haces de luz en forma de vórtice, que se utilizan en aplicaciones como micromotores y pinzas ópticas que permiten a los científicos manipular partículas a escala micrométrica. Un haz de electrones en forma de vórtice proporcionaría a los científicos una herramienta para manipular nanopartículas, pero se ha comprobado que generar un haz de estas características es bastante difícil.

Este mismo año 2010 un equipo japonés consiguió generar un haz de electrones giratorio. La técnica empleada consistió en producir láminas de grafito y, a continuación, buscar un lugar donde dos o más láminas estuviesen alineadas formando una estructura en espiral. Esta estructura en espiral puede hacer que un haz de electrones que la atraviese adquiera también una forma en espiral. En teoría, es posible crear una estructura similar de forma artificial, pero en la práctica resulta extremadamente difícil porque requiere mecanizado a escala nanométrica.

En este estudio más reciente, un grupo de científicos de la Universidad de Amberes (Bélgica) y la Universidad Técnica de Viena (Austria) ha abordado el problema desde otro punto de vista. Este equipo ha creado una máscara en forma de rejilla en una hoja de platino de 100 nanómetros de espesor. La máscara contiene zonas transparentes y opacas que permiten e impiden, respectivamente, que los electrones la atraviesen. Al dirigir un haz de electrones hacia la máscara, se difracta tal como sucede con un haz de luz cuando atraviesa una rejilla fina. La forma de la rejilla está diseñada cuidadosamente para convertir un haz de electrones ordinario en un haz en forma de vórtice. Lo más importante es que, puesto que las dimensiones de la rejilla se miden en micras en lugar de nanómetros, es relativamente fácil de obtener.