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Físico chileno consigue resolver un dilema cuántico

Representación de un átomo
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La investigación fue publicada en la última edición de la revista inglesa Scientific Reports, donde se demuestra que algunas máquinas cuánticas son menos eficientes de lo que la física contemporánea pensaba.

El hallazgo publicado por el académico del Departamento de Física de la U. de Chile, Felipe Barra, supera una antigua problemática científica, ya que demuestra que “para implementar una interacción específica entre un sistema -una máquina cuántica- y su medio ambiente, es imprescindible invertir energía por parte de un tercero”.

La mecánica cuántica es esa parte de la física que estudia cómo los elementos más pequeños, por ejemplo: los átomos o los quarks, se comportan. Una máquina cuántica sería entonces un conjunto de dispositivos –o aparatos – combinados cuyo objetivo es recibir cierta forma de energía y transformarla en otra más adecuada para producir un efecto, pero a un nivel extremadamente pequeño.

Antes de la publicación del Doctor Barra se planteaban una serie de modelos que aparentemente acataban la segunda ley de la termodinámica, investigaciones posteriores demostrarían que ello no era tan así. El análisis del científico chileno probaría que definitivamente aquellos modelos, tal como estaban planteados “sólo podían funcionar gastando energía extra, es decir, siendo menos eficientes”, explica.

El proceso científico

La investigación tardó dos años hasta convertirse en paper. “Fue un proceso largo… yo sabía cómo implementar físicamente la interacción –debido a mi trabajo previo con postdocs del DFI – pero en algún momento mientras avanzaba en la literatura me encontré con la controversia de que estas interacciones violaban la segunda ley. Decidí abordar el problema en su totalidad, es decir considerar en detalle el medio externo y la máquina. Ahí me di cuenta que era necesario ‘gastar’ energía”, explica Barra, quien es Doctor en Física en la Universidad Libre de Bruselas, Bélgica.

Lo que viene

El investigador espera convocar el interés de más científicos. “Espero que en la siguiente etapa podamos profundizar en el análisis de fluctuaciones de las cantidades termodinámicas de estos sistemas y de paso buscar la manera para aumentar la eficiencia de las máquinas. Lo anterior, busca finalmente decantar en la posibilidad de reutilizar parte del calor disipado en procesos que ocurren en sistemas muy pequeños”, concluye.

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