Desde que se inventó la técnica de animación de imágenes para producir el efecto del movimiento se ha progresado mucho, pero al fin y al cabo, el fundamento general siempre es el mismo: hacer pasar esas imágenes rápidamente ante nuestros ojos para crear la impresión de vida. Ahora, científicos de la compañía de ordenadores IBM han hecho uso de ese efecto para crear la película más pequeña del mundo. No queremos decir en tiempo (que quizá también será de las más cortas, pues dura un minuto escaso), sino en tamaño, ya que la animación está hecha con moléculas de monóxido de carbono (CO), es decir, formadas por solo dos átomos: carbono y oxígeno.
Los realizadores han titulado la película El niño y su átomo. No hay propiamente argumento; simplemente, durante casi un minuto se ve la silueta de un muñeco que juega a lanzar su pelota (una de las moléculas de CO) y baila y bota sobre una superficie flexible. Al final aparecen los “créditos”, también atómicos.
¿Cómo lo hicieron? Los especialistas utilizaron un microscopio de efecto túnel para mover moléculas de monóxido de carbono pegadas a una pequeña plancha de cobre por interacciones fisicoquímicas. Este instrumento, que pesa dos toneladas y trabaja a unos 5 K (268 grados celsius bajo cero), tiene una punta nanoscópica que al acercarse a un nanómetro de distancia de una molécula de CO la atrae, pudiendo cambiarla de sitio. Tras cada cambio tomaron la correspondiente fotografía. Cada “nanofotograma” tiene un área de 25 por 45 nanómetros.
La película final está compuesta de 242 de estos fotogramas magnificados 100 millones de veces. Cada punto luminoso borroso es un átomo de oxígeno (núcleo más su envolvente electrónica), ya que las moléculas de CO quedan colocadas “de pie” sobre la superficie de cobre (es decir, la interacción entre los átomos de Cu y la molécula CO es a través del átomo de C de esta).
Así hicieron el trabajo:
A IBM le gusta el mundo nanoscópico
No es este es el primer alarde que hace IBM del manejo del mundo nanoscópico. Por citar otro de sus logros, en 1989 la compañía dibujó su anagrama con 35 átomos de xenón. Y el año pasado fabricó el bit de memoria magnética más pequeño, formado por solo 12 átomos.
El microscopio de efecto túnel lo inventaron dos físicos que trabajaban para IBM: Gerd Binnig y Heinrich Rohrer, lo que les valió el Nobel de Física de 1986. Desde entonces, la multinacional no ha querido desaprovechar la ventaja de partida que lleva.
La vieja técnica de la animación de imágenes
Lo que ha querido hacer la compañía IBM con esta “producción cinematográfica” es mostrar su potencial y su liderazgo en la manipulación de la materia atómica y molecular. Para los que han intervenido ha sido un divertimento “very exciting”, como dice una becaria en uno de los vídeos divulgativos. Pero, en lo que a animación cinematográfica se refiere, no se ha hecho nada esencialmente diferente de lo que se viene haciendo desde la invención de la técnica.
Hay un curioso precedente de la misma en 1887. Se trata de las 16 imágenes que tomó Eadweard (sic) Muybridge del galope de un caballo. Este investigador de la fotografía ideó un sistema cronofotográfico para dirimir una disputa sobre la posibilidad o no de que un caballo, en su carrera, pudiera tener en algún momento todos sus cascos en el aire. Varios se apostaron 25.000 dólares a que sí o a que no. Un millonario contrató a Muybridge para que diera un dictamen pericial sobre el asunto.
El científico (nacido ingles con el nombre de Edward James Muggeridge) colocó en la pista de carreras unos hilos paralelos que el caballo iba rompiendo al avanzar; eso iba disparando otras tantas cámaras. Así obtuvo la siguiente secuencia:
Todas las imágenes vistas en sucesión lógicamente dan la impresión de movimiento, como se ha podido comprobar. Nada diferente en este sentido han hecho los científicos de IBM, cuya película nanoscópica ha ingresado ya en el Libro Guinness de los Récords.
Tu web es muy interesante y amena para los químico-iletrados. Me pregunto, ¿cómo se pueden usar estas formaciones de moléculas muy simples para almacenar información?
En primer lugar, Andi, para almacenar información se necesita aún menos que formaciones moleculares. Bastan formaciones atómicas de silicio con las que se construyen dispositivos electrónicos que pueden estar en uno de dos estados llamados “0” o “1” según reciban corriente o no la reciban. Estoy simplificando, pero en la base es así de sencillo. Un ordenador almacena información con una enormidad de dispositivos de ese tipo, cada uno de los cuales puede estar en posición “0” o “1”. Cuando pulsas en tu teclado la letra “a”, en realidad lo que estás haciendo es fijar el estado de 8 de esos dispositivos. Concretamente quedan así: 01000001 (es decir, todos “apagados” (0) excepto el segundo y el último (1), que quedan “encendidos”). Si después pulsas la b, otros 8 dispisitivos quedarán en posiciones 01000010 (en este caso, encendidos el primero y el penúltimo). Todo lo que se puede almacenar en un ordenador (palabras, fotos, músiva, vídeo…) de almacena de este modo, como una sucesión de ceros y unos.
Por lo tanto, cualquier sistema que permita distinguir entre dos estados físicos (por ejemplo, apagado y encendido) es suficiente para almacenar información.
Si eso es posible hacerlo con átomos de silicio, en teoría es mucho más factible con entidades más grandes, como las moléculas. Muchas de ellas pueden estar en dos estados distinguibles (“0” y “1”). Incluso pueden estar en más, lo que abriría posibilidades a ordenadores basados en lógicas ternarias o superiores (la ternaria usa el 0, el 1 y el 2, o bien el -1, el 0 y el 1, llamándose en este caso “ternario balanceado”; existen ordenadores basados en ternario balanceado, y podrían construirse otros mediante sistemas ópticos. Por ejemplo, el cero sería “oscuro”; el 1, luz polarizada en sentido favorable a las agujas del reloj y el -1 luz polarizada en sentido contrario).
La investigación trabaja actualmente, sobre todo, con la idea de usar biomoléculas, y concretamente ADN.