Los microscopios logran ver la luz de las mol¨¦culas

El gran f¨ªsico brit¨¢nico Lord Rayleigh, a quien la humanidad debe, entre otras cosas, haber comprendido por qu¨¦ el cielo es azul, muri¨® en 1919 creyendo saberlo todo sobre la naturaleza de la luz. Si hoy levantara la cabeza y pudiera ver las im¨¢genes obtenidas con la ¨²ltima generaci¨®n de microscopios ¨®pticos, no podr¨ªa dar cr¨¦dito a sus ojos. Estos instrumentos logran distinguir la luz emitida por una sola mol¨¦cula de un compuesto org¨¢nico. Seg¨²n el criterio de Rayleigh, tal cosa es sencillamente imposible.Los grupos de Richard Berndt, de la Universidad de Lausanne (Suiza), y de Kurnar Wickramashinge, del T. J. Watson Research Center de Nueva York, han demostrado que es posible ver mol¨¦culas con una nueva clase de microscopios ¨®pticos, denominados de campo cercano. Berndt y Wickramashinge explicaron sus hallazgos la semana pasada en Miraflores (Madrid), en un seminario organizado por f¨ªsicos del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas (CSIC) y de la Universidad Aut¨®noma de Madrid (UAM).

Los microscopios ¨®pticos, que detectan la luz emitida o reflejada por un objeto, se han utilizado tradicionalmente para ver estructuras relativamente grandes, tales como las c¨¦lulas vivas. La observaci¨®n de cosas m¨¢s peque?as tuvo que esperar a que se desarrollaran otros instrumentos que no funcionan con luz, sino con haces de electrones. Resolver estructuras de escala at¨®mica s¨®lo era posible hasta ahora con microscopios como los de efecto t¨²nel o los electr¨®nicos de transmisi¨®n, tambi¨¦n basados en los haces de electrones.

Pero la luz, la radiaci¨®n electromagn¨¦tica que detecta el ojo humano, ofrece innumerables ventajas sobre sus competidores electr¨®nicos. "La luz te da much¨ªsima m¨¢s informaci¨®n que cualquier otro sistema", explica Berndt. Seg¨²n este f¨ªsico alem¨¢n, los m¨¢s avanzados microscopios basados en electrones pueden tocar las mol¨¦culas, pero no verlas: las im¨¢genes que obtienen. son una mera forma. La luz que emite una rnol¨¦cula, sin embargo, contiene informaci¨®n sobre su naturaleza y su estado.

Una mol¨¦cula

"Al igual que los astrof¨ªsicos analizan la luz emitida por una estrella para conocer su composici¨®n, ahora podemos utilizar la luz reflejada por una sola mol¨¦cula, para obtener una valiosa informaci¨®n sobre ella", explica Berndt, que ya tiene en marcha un proyecto para aprovechar de esta forma su sistema."Otra ventaja esencial de la luz es que no destruye la muestra", a?ade Manuel Nieto-Vesperinas, del Instituto de Ciencia de Materiales del CSIC y la UAM. Con los microscopios ¨®pticos se ven los objetos sin necesidad de someterlos a un cruento bombardeo de electrones u otros procedimientos destructivos. Seg¨²n Nieto-Vesperinas, las nuevas t¨¦cnicas abren un campo inexplorado en biolog¨ªa y medicina, ya que permiten visualizar materiales vivos con una precisi¨®n desconocida hasta ahora.

Fundamentos te¨®ricos

Nicol¨¢s Garc¨ªa, del laboratorio de F¨ªsica de Sistemas Peque?os del CSIC y la UAM, no alberga dudas sobre las posibilidades de los nuevos microscopios ¨®pticos: "La luz es el futuro". Garc¨ªa y Nieto-Vesperinas han seguido muy de cerca los experimentos de Berndt y Wickiramasinghe, y han publicado dos art¨ªculos que analizan sus fundamentos te¨®ricos e interpretan las altas resoluciones obtenidas.Wickiramashinge, que ha publicado sus hallazgos en la revista Science (25 de agosto, 1995), trabaja ahora en las aplicaciones tecnol¨®gicas de su sistema, denominado SIAM (scanning interferometric apertureless microscope), y asegura: "Ya hemos logrado un importante avance en eI empaquetado de informaci¨®n".

En los discos compactos, un bit de informaci¨®n digital ocupa una barrita de unos 1.500 nanometros de longitud. Utilizando el SIAM, Wickramashinge ha conseguido barritas de tan s¨®lo 10 nanometros, lo que supone, dice, un aurriento de la capacidad de empaquetamiento de m¨¢s de dos millones de veces por unidad de superficie. "Podemos meter la Biblioteca del Congreso dos veces en un disco del tama?o de una peseta", asegura el f¨ªsico. De forma similar, los f¨ªsicos del laboratorio del CSIC-UAM han grabado ¨®pticamente estructuras de 60 nanometros.

Berndt est¨¢ menos interesado en las aplicaciones, tecnol¨®gicas. "Lo enormemente estimulante es poder ver cada mol¨¦cula por separado", cuenta con gesto arrobado, "acercarse a cada una y sondearla en busca de informaci¨®n".

A lo largo de los siglos, la tecnolog¨ªa se ha inspirado a menudo en modelos de la naturaleza. Los ojos humanos evolucionaron para percibir los, objetos por medio de la luz que reflejan. Aunque por un camino tortuoso, los microscopios han, acabado siguiendo el mismo camino.