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El Premio Nobel de Física 2012 desde la visión de México

Pamela Geraldine Olivo Montaño
27/feb/2013

¿Qué investigaciones ganaron el premio Nobel de Física 2012? Y ¿qué se hace al respecto en México? Fueron las interrogantes del simposio “El premio Nobel de Física 2012: Manipulación de estados cuánticos, ¿Y qué onda en México?” los días 14 y 15 de febrero, coordinado por la Facultad de Ciencias.

En 2012, fueron galardonados el francés Serge Haroche y el estadunidense David J. Wineland con el premio Nobel de física por medir y manipular sistemas cuánticos individuales y haber logrado que las particulas atrapadas sean controladas, lo que era una situación que se consideraba inalcanzable.

Esta contribución es la cuarta en el área de física atómica que gana un Nobel, dijo en el evento Eugenio Ley Koo, del IFUNAM, y su desarrollo ha sido posible gracias a la creación de láseres y máseres o, lo que es lo mismo: amplificadores de microondas por la emisión estimulada de radiación.

De acuerdo con Rocío Jáuregui Renaud, también del IFUNAM y participante en el evento, el mismo Haroche deseaba realizar experimentos que nos permitieran mostrar que las leyes cuánticas, aunque sean poco intuitivas, son reales y analizar la frontera de lo clásico y lo cuántico, distinguiendo que en el mundo clásico no se presentan decoherencias cuánticas (efectos incontrolables que hace que un sistema cuántico muestre efectos de física clásica) ni problemas de interferencia con la materia.

Haroche también dijo que parte de su objetivo era desarrollar experimentos con una función pedagógica para que la sociedad comprenda que la naturaleza es como es y, a partir de ello, propiciar la creatividad con respecto a estos temas.

¿Y qué onda con México? Aunque el área de la física atómica tiene una infraestructura de investigación limitada, hay algunos ejemplos que prometen una producción positiva. En Querétaro y San Luis Potosí están, por ejemplo, el Centro Nacional de Metrología (CENAM) y el Laboratorio de Átomos Fríos, respectivamente.

En ambos se desarrollan relojes atómicos útiles para la navegación y las redes de comunicación, parecidos a los que el mismo Wineland ha construido y que actualmente representan el estándar de medición del tiempo.

De acuerdo con Octavio Héctor Castaños, del Instituto de Ciencias Nucleareas, en la Sociedad Mexicana de Física se creó en el 2007 la División de Información Cuántica (DICU), con el fin de promover las actividades de investigación, enseñanza, difusión y divulgación de las aplicaciones de la física cuántica, así como establecer relaciones, tanto nacionales como internacionales, con instituciones, sociedades y organizaciones afines, y buscar la promoción de las actividades en el área de la teoría de la información cuántica.

En el Instituto de Física, un joven investigador, Carlos Pineda, también hace su contribución al área relacionada con la decoherencia cuántica, especialmente, en la computación cuántica, que es una aplicación para las trampas de iones con las que trabaja Wineland.


Carlos Pineda, durante su charla. Foto: Pamela Geraldine Olivo Montaño.

Las computadoras actuales trabajan con bits, esto es la unidad mínima de información que representa dos valores (0,1). Las computadoras cuánticas trabajan, en cambio, con qubits, unidad que toma dos valores al mismo tiempo. Los qubits presentan superposición, uno de los principios de la mecánica cuántica.

Así, una computadora cuántica saca provecho del fenómeno de superposición, idea que se ha reproducido con la figura del “gato de Schrödinger”, que indica, grosso modo, que este elemento se encuentra en dos estados posibles, vivo-muerto. Ahora bien, si se consideraran 300 gatos, el número de estados posibles aumenta exponencialmente, llegando a ser mayor que el número de átomos que se tienen en el universo, ejemplificó Pineda.

En una computadora cuántica, la figura de los gatos de Schrödinger estaría representada por los qubits en el que cada uno de todos esos estados puede ser manipulado simultáneamente, de esta manera la decoherencia también se hace presente actuando de forma colectiva.

A través de su investigación con su equipo de trabajo en el IFUNAM, Pineda ha encontrado condiciones bajo las cuales uno puede describir esa decoherencia de forma individual.

Junto con Pineda también participaron en el evento Shahen Hacyan, del IFUNAM; Eduardo Gómez García, de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí; José Mauricio López Romero, del CENAM; Alfred U'Ren y Fernando Ramírez Martínez, del Instituto de Ciencias Nucleares; Blas Manuel Rodríguez Lara y Nikolai Korneev, del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica; José Luis Hernández Pozos, de la UAM-Iztapalapa; Karina Jiménez García, de la University of Chicago; Neil Vladimir Corzo Trejo, de la Northwestern University; Oscar Rosas Ortiz, del CINVESTAV; Pablo Barberis Blostein, del IIMAS; Remigio Cabrera Trujillo, del Instituto de Ciencias Físicas; y Víctor Manuel Velázquez Aguilar, de la Facultad de Ciencias.

En el simposio, los investigadores se mostraron optimistas respecto al desarrollo de la física cuántica, que no sólo será motivo de más premios Nobel, sino, probablemente, la promesa de un campo de desarrollo en países como el nuestro en los que hasta hace pocos años ni siquiera existía.


Manuel Torres, director del IFUNAM, junto con directores de otros institutos durante la inauguración del seminario. Foto: Pamela Geraldine Olivo Montaño.