Nuevo laboratorio de física cuántica experimental

Entender y controlar la naturaleza cuántica de la materia es el inicio para sentar una nueva revolución científica y tecnológica. El Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) pone en funcionamiento el Laboratorio de Tecnologías Cuánticas, donde se podrá experimentar a escala atómica para desarrollar nuevas tecnologías, y al mismo tiempo seguir avanzando en la frontera de la ciencia.

Mauricio López Romero, director del Cinvestav Unidad Querétaro, indicó que este laboratorio además de permitirles a los investigadores poner a prueba sus modelos en física cuántica, también les dará la posibilidad de generar plataformas tecnológicas para resolver problemas nacionales. Ejemplo de ello es que en este espacio podría desarrollar sensores miniatura y de gran exactitud que se van a requerir los dispositivos móviles y conexiones a internet de las cosas cuando esté disponible la tecnología comunicación móvil conocida como 5G.

“Las tecnologías cuánticas son el corazón de la nueva revolución científica, por lo que el Cinvestav, como institución de excelencia en investigación, tiene que estar presente en el desarrollo de estas plataformas tecnológicas que son de gran relevancia para la economía nacional”, indicó el investigador.

Algunas de sus posibles aplicaciones son la creación e investigación de nuevos estados cuánticos de la materia; simulación cuántica; estudios de física de muchos cuerpos; el desarrollo de tecnologías para la transferencia de información: como las memorias y criptografía cuántica, así como el desarrollo de metrología de ultra alta precisión, en particular sensores de gravedad.

Por su parte, Karina Jiménez García, una de las responsables de este laboratorio, comentó que entre los objetivos de este laboratorio es realizar el primer Condensado de Bose de Einstein atómico en México; un estado de la materia en el que todas sus componentes (átomos) están condensados en el mismo estado cuántico, el de menor energía. En estos sistemas los átomos se mueven muy lentamente; su energía cinética corresponde a la de un sistema con una temperatura ultrafría cercana al cero absoluto.

Los sistemas cuánticos ultrafríos que desarrollarán en el laboratorio se producen a partir de vapores atómicos mediante la técnica de enfriamiento y atrapamiento láser, en la que los átomos reducen su energía cinética al ser iluminados por este campo con las características adecuadas. El proceso de enfriamiento ocurre mediante decenas de miles de procesos de absorción (y emisión espontánea) de fotones.

El nuevo laboratorio trabajará a escalas de ultra baja energía, donde los átomos manifiestan su naturaleza cuántica y sus estados pueden exhibir fenómenos como la superposición, la interferencia de ondas de materia, y el entrelazamiento cuántico, los cuales pueden ser utilizados para crear tecnologías como la criptografía cuántica o la metrología de ultra alta precisión.

Este laboratorio es una realidad gracias a que actualmente el Cinvestav Unidad Querétaro cuenta con personal académico con experiencia y reconocimiento internacional en estas áreas de investigación y desarrollo tecnológico.