Dispositivo Cuántico Ralentiza 100.000 Millones de Veces una Reacción Química Simulada
Científicos de la Universidad de Sídney han logrado una hazaña sin precedentes al utilizar un ordenador cuántico para observar y manipular un proceso de reacción compleja, ralentizándolo por un asombroso factor de 100.000 millones.
Descubrir nuevas fronteras en ciencia y tecnología
Las investigaciones pioneras llevadas a cabo por científicos de la Universidad de Sídney utilizando un ordenador cuántico encierran un potencial transformador para ámbitos como la ciencia de los materiales, el diseño de fármacos y la captación de energía solar, ya que ofrecen información sobre procesos fundamentales en el interior de las moléculas.
Comprender estos procesos puede allanar el camino hacia avances en la lucha contra el smog, la mitigación de los daños en la capa de ozono y otras aplicaciones que dependen de las interacciónes moleculares con la luz.
Este equipo de investigación, dirigido por Vanessa Olaya Agudelo, investigadora principal conjunta, logra la hazaña sin precedentes de observar directamente un fenómeno geométrico conocido como “intersección cónica” en dinámica química, un reto que ha persistido desde la década de 1950.
Conquistar los retos temporales mediante la innovación cuántica
Para superar el obstáculo de las escalas de tiempo ultrarrápidas, los científicos emplean ingeniosamente un ordenador cuántico de iones atrapados, aplicando un novedoso método para ralentizar el proceso por un asombroso factor de 100.000 millones, ampliando así la escala de tiempo de femtosegundos a milisegundos.
Esta técnica pionera abre la puerta a observaciones significativas y aporta conocimientos cruciales sobre la dinámica de procesos que antes estaban fuera del alcance experimental directo.
Para Christophe Valahu, otro de los autores principales, este logro es comparable al estudio de los patrones del viento alrededor del ala de un avión en un túnel de viento. Con esta experimentación cuántica, los investigadores se adentran en el ámbito de la dinámica de las “fases geométricas”, que había permanecido esquivo debido a su extrema velocidad.
Desvelar la esencia de las reacciones fotoquímicas
Esta investigación pionera tiene implicaciones directas en procesos como la fotosíntesis, en los que las moléculas transfieren energía a la velocidad del rayo. Al desacelerar estos procesos en el ordenador cuántico, los investigadores descubren características distintivas asociadas a las intersecciones cónicas en fotoquímica.
Este descubrimiento arroja luz sobre los rasgos distintivos de estas reacciones, previamente teorizados pero nunca observados, mejorando nuestra comprensión de la dinámica molecular ultrarrápida.
Colaboraciones sinérgicas y avances cuánticos
La colaboración entre teóricos de la química y físicos cuánticos experimentales ha dado lugar a este notable logro, en el que se aprovecha la destreza computacional de las tecnologías cuánticas para abordar un antiguo reto de la química.
El Profesor Asociado Ivan Kassal, coautor y jefe del equipo de investigación, destaca el papel fundamental del ordenador cuántico programable de vanguardia de la Universidad, proporcionado por el Laboratorio de Control Cuántico del Profesor Michael Biercuk.
Este revolucionario logro supone un avance significativo tanto en la investigación cuántica como en la química. Permite a los científicos observar y manipular procesos antes inaccesibles, ofreciendo una profunda comprensión de la dinámica fundamental y sus aplicaciones en diversos ámbitos científicos y tecnológicos.
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