Sensores muy sensibles: del conteo de electrones a la realización práctica del nuevo Amper

Abstract

Existen sensores capaces de detectar señales eléctricas extremadamente débiles, midiendo cargas tan pequeñas como un solo electrón. Una tecnología particularmente innovadora permite realizar múltiples lecturas no destructivas de una misma señal, logrando así una precisión sin precedentes en la medición de carga. Estos sensores de imagen, conocidos como Skipper CCD, han demostrado niveles de ruido electrónico por debajo de 0.1 electrones RMS, lo que los convierte en detectores de imagen cuánticos, capaces de contar fotones o electrones individuales. Su desarrollo inicial estuvo motivado por aplicaciones en física de partículas, como experimentos de neutrinos y materia oscura. Sin embargo, los sensores Skipper también ofrecen oportunidades en áreas de ingeniería de alta precisión. En esta Conferencia se explorar su uso como dispositivo generador de corriente basada en el conteo controlado de electrones, en el contexto de desarrollos orientados a la redefinición del Amper como unidad basada en constantes fundamentales. Se presentan resultados recientes que muestran cómo controlar el transporte de carga en un Skipper CCD con precisión temporal permite generar corriente eléctrica con trazabilidad directa a la carga elemental. El trabajo forma parte de una colaboración entre la Universidad Nacional del Sur/IIIE y Fermilab (EE.UU.), con el objetivo de desarrollar una implementación práctica del Amper. También se discutirán los desafíos técnicos y las perspectivas a futuro.