<pre>Ingenieros australianos resuelven accidentalmente un misterio cuántico de 58 años

Hace casi 60 años, el físico ganador del Premio Nobel Nicolaas Bloembergen predijo un nuevo y emocionante fenómeno llamado resonancia eléctrica nuclear. Pero nadie ha podido demostrarlo en acción, hasta ahora.

Ahora se ha descubierto evidencia real de resonancia eléctrica nuclear por accidente en un laboratorio de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Australia, gracias a un equipo defectuoso. El avance brinda a los científicos un nuevo nivel de control sobre los núcleos y podría acelerar seriamente el desarrollo de computadoras cuánticas.

Central al fenómeno es la idea de controlar el giro de átomos individuales usando campos eléctricos en lugar de campos magnéticos. Eso significa una gestión más precisa y más miniaturizada de los núcleos, lo que podría tener profundos impactos en una variedad de campos.

“Este descubrimiento significa que ahora tenemos una vía para construir computadoras cuánticas utilizando espines de un solo átomo sin la necesidad de ningún campo magnético oscilante para su funcionamiento”. dice el físico cuántico Andrea Morello, de UNSW.

“Además, podemos usar estos núcleos como sensores exquisitamente precisos de campos eléctricos y magnéticos, o para responder preguntas fundamentales en la ciencia cuántica”.

En algunas situaciones, la resonancia eléctrica nuclear tiene el potencial de reemplazar la resonancia magnética nuclear, que se usa ampliamente hoy en día para una variedad de propósitos: para escanear cuerpos humanos, elementos químicos, formaciones rocosas y más.

El problema con la opción magnética es que requiere corrientes potentes, bobinas grandes y una cantidad sustancial de espacio; piense en el tamaño de un escáner fMRI en su hospital local, por ejemplo.

No solo eso, de alguna manera es un poco un instrumento contundente también.

Si desea controlar núcleos atómicos individuales, por computación cuántica, quizás, o sensores muy pequeños, entonces la resonancia magnética nuclear no es una muy buena herramienta para el trabajo.

“Realizar una resonancia magnética es como tratar de mover una bola en particular en una mesa de billar levantando y sacudiendo toda la mesa”. dice Morello. “Vamos a mover la pelota prevista, pero también a todos los demás”.

“El avance de la resonancia eléctrica es como recibir un palo de billar real para golpear la pelota exactamente donde la quieres”.

Fue durante un experimento de resonancia magnética nuclear que los investigadores de la UNSW descifraron el conjunto de rompecabezas de Bloembergen en 1961, y todo se redujo a una antena rota. Después de algunos rasguños en la cabeza sobre resultados inesperados, los investigadores se dieron cuenta de que su equipo estaba defectuoso y demostraron resonancia eléctrica nuclear.

Con el modelado posterior por computadora, el equipo pudo demostrar que los campos eléctricos podían influir en un núcleo a un nivel fundamental, distorsionando los enlaces atómicos alrededor del núcleo y haciendo que se reorientara.

Ahora que los científicos saben cómo puede funcionar la resonancia eléctrica nuclear, pueden investigar nuevas formas de aplicarla. Además, podemos agregar esto a la creciente lista de importantes descubrimientos científicos que han sido hecho por accidente.

“Este resultado histórico abrirá un tesoro de descubrimientos y aplicaciones” dice Morello. “El sistema que creamos tiene suficiente complejidad para estudiar cómo el mundo clásico que experimentamos todos los días emerge del reino cuántico”.

“Además, podemos usar su complejidad cuántica para construir sensores de campos electromagnéticos con una sensibilidad enormemente mejorada. Y todo esto, en un dispositivo electrónico simple hecho en silicio, controlado con pequeños voltajes aplicados a un electrodo de metal”.

La investigación ha sido publicada en Nature.

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