En los laboratorios de Alemania, los electrones del grafeno saltan repentinamente a través de bandas de energía prohibidas, y lo hacen con una probabilidad de hasta el cien por ciento. No se trata de un error de medición, sino de un proceso real que se ha logrado filmar en tiempo real.
Un equipo de científicos de la Universidad de Ratisbona, la Universidad de Marburgo y el Centro de Investigación de Jülich llevó a cabo un experimento publicado en la revista Nature el 2 de noviembre de 2026. Utilizaron un microscopio de emisión fotoeléctrica pulsada, combinado con potentes pulsos láser, para seguir el movimiento de los electrones en capas de grafeno de espesor atómico de la más alta pureza, cultivadas en Jülich. El método recibió el nombre de videografía subcíclica: permite registrar acontecimientos que ocurren en fracciones de femtosegundo.
En los semiconductores ordinarios, los electrones permanecen en su banda de energía, separada por una brecha prohibida. Aquí, en cambio, bajo la acción del fuerte campo eléctrico de un pulso de luz, los electrones se aceleran y cruzan la brecha sin estados intermedios. Imagínese un ascensor que se desplaza instantáneamente del primer piso al vigésimo, pasando por alto todos los demás: así es exactamente la transición de Landau-Zener-Majorana. La velocidad de los electrones en el borde de la banda determina la probabilidad de tal salto y, en el grafeno, esta alcanza el cien por ciento.
El experimento demostró que la interacción con la red cristalina puede perturbar el movimiento ordenado, pero el propio túnel cuántico sigue siendo predecible. Esto difiere radicalmente del túnel clásico a través de una barrera espacial: aquí la dinámica temporal desempeña un papel clave.
El descubrimiento abre el camino al control de los electrones en materiales bidimensionales mediante la luz y no solo mediante tensiones eléctricas. En el futuro, tales métodos podrían sentar las bases de nuevos dispositivos en los que las transiciones cuánticas se conviertan en una herramienta de trabajo y no en una excepción rara.
Los resultados publicados en Nature confirman que el método de la videografía subcíclica funciona también en otros materiales cuánticos, ofreciendo una visión panorámica de su paisaje energético.
