Nueva tecnología cuántica de detección subatómica

Gracias a la física cuántica, unos científicos han logrado un avance revolucionario en una técnica de detección.

Desde la década de 1950, se han venido empleando métodos basados en ondas de radio para captar las “huellas” moleculares de materiales desconocidos. Tales métodos han sido de ayuda para tareas tan variadas como el escaneo del cuerpo humano mediante máquinas de resonancia magnética o la detección de explosivos en aeropuertos.

Sin embargo, estos métodos se basan en señales promediadas de billones (millones de millones) de átomos, por lo que es imposible detectar pequeñas variaciones entre moléculas individuales. Estas limitaciones dificultan su aplicación en campos como la investigación de proteínas, donde las pequeñas diferencias de forma controlan la funcionalidad y pueden determinar la diferencia entre la salud y la enfermedad.

Ahora, un equipo internacional encabezado por Alex Breitweiser, de la Universidad de Pensilvania en la ciudad estadounidense de Filadelfia, ha utilizado sensores cuánticos para demostrar una innovadora versión de la espectroscopía de resonancia cuadrupolar nuclear (espectroscopía NQR), una técnica utilizada tradicionalmente para detectar drogas y explosivos, para analizar productos farmacéuticos y para otras labores.

El nuevo método es tan preciso que puede detectar señales (del tipo con el que trabaja la espectroscopía NQR) procedentes de átomos individuales, una hazaña que antes se creía inalcanzable. Esta sensibilidad sin precedentes abre la puerta a grandes avances en campos como el desarrollo de fármacos, donde es fundamental conocer a la perfección las interacciones moleculares a nivel atómico.

Recreación artística conceptual de diferencias entre núcleos atómicos que pueden ser percibidas mediante la nueva técnica cuántica de detección. (Imagen: Mathieu Ouellet. CC BY-SA)

Breitweiser y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo sistema cuántico de detección subatómica en la revista académica Nano Letters, bajo el título “Quadrupolar Resonance Spectroscopy of Individual Nuclei Using a Room-Temperature Quantum Sensor”. (Fuente: NCYT de Amazings)