Química
Reacciones químicas al borde del Cero Absoluto para lograr moléculas utilizables en computación cuántica
Unos investigadores han creado un nuevo tipo de molécula ultrafría, utilizando láseres para enfriar los átomos hasta casi el cero absoluto, y después pegarlos entre sí, una tecnología que podría aplicarse a la computación cuántica, así como a sensores precisos y a otras aplicaciones.
Aunque puede parecer contradictorio, un láser es capaz de enfriar a escala microscópica, ya que la presión de la luz puede refrenar los movimientos atómicos que determinan la temperatura, y el resultado es un enfriamiento extremo.
Los físicos utilizan láseres para alcanzar tales enfriamientos extremos, reduciendo la temperatura hasta casi el cero absoluto, o 273 grados centígrados bajo cero (-459 grados Fahrenheit), la más baja posible en el universo. En trabajos de laboratorio como el realizado en el nuevo estudio, se llega a menos de una milésima de grado por encima del Cero Absoluto.
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A esas temperaturas, los átomos son llevados hasta una inmovilidad casi absoluta, haciendo posibles nuevos tipos de interacciones químicas que pertenecen principalmente al ámbito de la mecánica cuántica. El proceso se realiza dentro de un aparato llamado trampa magneto-óptica, un sistema que utiliza una cámara de vacío, bobinas magnéticas y una serie de láseres para enfriar y atrapar a los átomos.
Esta singular forma de hacer química se llama fotoasociación. Utilizando láseres, se induce un enlace químico entre dos átomos, que pasan a formar una molécula. Estas moléculas pueden contener dos átomos del mismo tipo, lo que las hace homonucleares, o pueden contener dos tipos diferentes de átomos, lo cual las hace heteronucleares, como es el caso de las moléculas de litio-rubidio creadas por el equipo de Yong P. Chen, Daniel S. Elliott, Sourav Dutta, John Lorenz y Adeel Altaf, de la Universidad Purdue en West Lafayette, Indiana, Estados Unidos.
Si las moléculas son heteronucleares, hay una diferencia en la carga eléctrica entre estos dos átomos. Esta diferencia de carga se llama momento dipolar, y permite la interacción entre moléculas. Cuanto mayor es el momento dipolar, más fuerte es la interacción.
La molécula de litio-rubidio podría ser ideal para varias aplicaciones, incluyendo la computación cuántica, porque tiene un momento dipolar significativo, que puede hacer que esas moléculas sean utilizadas como “bits cuánticos”.
Información adicional
Aunque puede parecer contradictorio, un láser es capaz de enfriar a escala microscópica, ya que la presión de la luz puede refrenar los movimientos atómicos que determinan la temperatura, y el resultado es un enfriamiento extremo.
Los físicos utilizan láseres para alcanzar tales enfriamientos extremos, reduciendo la temperatura hasta casi el cero absoluto, o 273 grados centígrados bajo cero (-459 grados Fahrenheit), la más baja posible en el universo. En trabajos de laboratorio como el realizado en el nuevo estudio, se llega a menos de una milésima de grado por encima del Cero Absoluto.
A esas temperaturas, los átomos son llevados hasta una inmovilidad casi absoluta, haciendo posibles nuevos tipos de interacciones químicas que pertenecen principalmente al ámbito de la mecánica cuántica. El proceso se realiza dentro de un aparato llamado trampa magneto-óptica, un sistema que utiliza una cámara de vacío, bobinas magnéticas y una serie de láseres para enfriar y atrapar a los átomos.
Si las moléculas son heteronucleares, hay una diferencia en la carga eléctrica entre estos dos átomos. Esta diferencia de carga se llama momento dipolar, y permite la interacción entre moléculas. Cuanto mayor es el momento dipolar, más fuerte es la interacción.
La molécula de litio-rubidio podría ser ideal para varias aplicaciones, incluyendo la computación cuántica, porque tiene un momento dipolar significativo, que puede hacer que esas moléculas sean utilizadas como “bits cuánticos”.
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