El haz de un sincrotrón es como un chorro de agua de una manguera: ancho e incómodo para trabajos de precisión. Para examinar una muestra diminuta se necesita una aguja fina, no una manguera. En el nuevo montaje, el papel de la aguja lo desempeña un capilar de vidrio: un tubito por el que la luz se desliza reflejándose en las paredes, como la voz en un pasillo largo. Este capilar recoge la luz divergente y la comprime en un punto de menos de una micra.
Científicos de la Universidad de Aarhus instalaron este capilar en el sincrotrón ASTRID2 en Dinamarca. Midieron cómo cambiaba la anchura del haz, su posición y cuánta luz atravesaba el tubo al variar el tamaño de la fuente. Resultó que, incluso si la superficie del capilar no es perfectamente lisa, se puede colocar una apertura para recortar los rayos no deseados. Como resultado, el haz se enfocó en un punto de 900 nanómetros de ancho, cien veces más fino que un cabello humano.
Muchos materiales modernos —grafeno, películas delgadas, puntos cuánticos— son tan pequeños que un haz normal simplemente los "inunda" de luz y la señal de las regiones vecinas se mezcla. Un haz estrecho permite mirar exactamente el punto deseado y ver cómo se comportan los electrones justo allí. Es como pasar de regar el césped con manguera a un riego por goteo que llega a cada flor.
El nuevo capilar de enfoque funciona en un amplio rango de energías de fotones, desde el ultravioleta extremo hasta los rayos X blandos. Esto es importante porque distintos materiales responden a distintas energías. Ahora, en una misma instalación se pueden estudiar tanto los enlaces químicos como la estructura electrónica sin cambiar la óptica. Y la alta transparencia del capilar significa que la valiosa luz del sincrotrón no se desperdicia.
La óptica capilar funciona gracias a la reflexión externa total: los rayos X se deslizan a lo largo de la pared con un ángulo muy pequeño, como una piedra plana que salta sobre el agua, y casi no se absorben.
En la ciencia ficción, los haces estrechos se usan a menudo para escaneos de precisión o transmisión de energía; por ejemplo, en 'Star Wars', el rayo de la Estrella de la Muerte se compone de muchos rayos, aunque las escalas son muy diferentes.