Investigador U. Mayor desarrolló un nuevo método para medir la masa de objetos microscópicos

El mecanismo ofrece la ventaja de conocer con precisión la masa, por ejemplo, de nanopartículas y biomoléculas de manera más sencilla que los actuales métodos de detección de masas de alta resolución. El resultado corresponde a la investigación a cargo del Dr.  Bing He, del Centro de Óptica e Información Cuántica, en física no lineal y está basado en un fenómeno descubierto por el científico en un estudio previo.

Uno de los primeros resultados del proyecto Fondecyt Regular, liderado por el Dr. Bing He del Centro de Óptica e Información Cuántica de la Universidad Mayor, fue publicado recientemente en la revista Optics Express. En el artículo, el físico detalla un nuevo método para medir con precisión la masa de objetos microscópicos basado en el fenómeno de oscilación mecánica congelada.

El Dr. He, explica que el movimiento de un oscilador mecánico puede congelarse por completo bajo ciertas condiciones en el laboratorio. En esta situación, “su amplitud de oscilación no se puede cambiar, incluso si aumentamos la potencia del láser para que la presión de radiación en el oscilador sea alta”.

Como resultado “el oscilador se comporta como si permaneciera en un número de amplitudes, que es como si los electrones solo permanecieran en los orbitales alrededor del núcleo. Pero el oscilador es un objeto macroscópico, no una partícula microscópica como un electrón, por lo que el fenómeno va en contra de nuestra intuición”, agrega.

El método de medición de la masa de un objeto pequeño, a través de la oscilación mecánica congelada, propuesto por el Dr. He, funciona al detectar el cambio de masa que se produce cuando el objeto es colocado en el oscilador.

“Un objeto pequeño, ya sea una nanopartícula e incluso una biomolécula, puede cambiar ligeramente la masa del oscilador cuando se coloca en el oscilador, violando así la condición del movimiento mecánico congelado. Esto se puede detectar por el cambio correspondiente en el campo de luz acoplado al oscilador, del cual se puede deducir la diminuta masa de la partícula”, explica.

Más allá de lo convencional

El Dr. Bing He descubrió su interés por la física cuando era estudiante de secundaria. Aficionado como muchos fanáticos de la física a las películas de ciencia ficción, cuenta que incursionó en la disciplina invadido por el impulso “de ir un paso más allá para poder entender la ciencia con mayor precisión a través de herramientas matemáticas”.

Completó su doctorado en física en 2008 en The City University of New York (EE.UU.). A partir de ese momento, su investigación se centró en el procesamiento de la información cuántica transportada por fotones, pero también abarcó fenómenos relacionados con la presión de radiación que ejerce la luz, que son los que hoy concentran su atención.

Descubrió el fenómeno de oscilación mecánica congelada mediante simulación numérica en una investigación realizada en 2019. Luego de varios intentos por publicar los resultados que fueron rechazados, el artículo fue finalmente aceptado por la revista Physical Review A en formato de “Rapid Communication”, usado para dar a conocer resultados que por su importancia necesitan ser compartidos inmediatamente a la comunidad académica.

“Es algo extraño que algunos descubrimientos interesantes en ciencia no lineal no puedan publicarse fácilmente”, afirma el Dr. He, quien menciona el caso de la clásica Reacción de Belousov-Zhabotinsky.

El químico ruso Boris P. Belousov, descubrió en la década de los ’50 que existía una oscilación en un tipo de reacción química, pero nunca logró que su artículo fuera aceptado hasta que presentó brevemente su descubrimiento en una conferencia.

“En comparación con esos investigadores, tuve mucha suerte de que el descubrimiento se publicara bien y también obtuviera el apoyo de Fondecyt para seguir investigando”, comenta. 

Reconocimiento de la Sociedad Estadounidense de Física

La American Psysical Society (APS), la segunda mayor organización de físicos en el mundo, entregó la distinción “Outstanding referee” al Dr. Bing He por la calidad de su trabajo como miembro del programa de referato de sus revistas. El investigador fue uno de los 146 científicos seleccionados este año, provenientes de 55 países.

Los editores de 16 revistas líderes en el área entregan cada año el reconocimiento a un número selecto de sus 82 mil revisores activos, en base a la calidad, volumen y prontitud de sus reportes.

La APS premia el trabajo de sus evaluadores desde 1978 en reconocimiento a la labor que realizan para asegurar la calidad de sus publicaciones y en muchos casos ayudar a los autores a mejorar sus artículos.

El Dr. He expresó su alegría por estar en el selecto grupo de evaluadores reconocidos este año por la APS y destacó la necesidad de colaborar con el proceso de referato para garantizar la calidad de los artículos publicados en sus revistas, las más importantes para la comunidad de investigación en física del mundo.

“Especialmente durante la pandemia, se necesitan más evaluadores sobresalientes para seguir comunicando las ideas y los resultados en la investigación física. Me alegro de poder ser reconocido como uno de ellos”, dijo.