Nuevo hito en la tecnología cuántica

Investigadores alemanes han logrado un avance en la tecnología cuántica al visualizar las posiciones tridimensionales de átomos individuales en un cristal de diamante. Este logro allana el camino para la visualización de moléculas individuales con una precisión atómica, lo que podría revolucionar la investigación y el diseño de materiales y fármacos. Con un poco de imaginación, podemos entenderlo perfectamente.

En los confines de la física cuántica, donde las partículas subatómicas bailan al ritmo de probabilidades y misterios, un equipo de científicos ha logrado un avance asombroso.

Imagina una máquina que puede mirar directamente a los átomos, como si estuviera espiando a través de una cerradura cósmica. Bienvenidos al emocionante mundo de la resonancia magnética tridimensional.

En el corazón de esta hazaña científica se encuentra el Instituto de Física de la Universidad de Rostock, en colaboración con la Universidad Técnica de Múnich. Su objetivo: visualizar átomos individuales en todo su esplendor tridimensional. ¿Cómo lo hicieron? Lo explican en la revista npj quantum information y podemos resumirlo así.

La Resonancia Magnética Cuántica

La resonancia magnética (MRI) es una técnica familiar para muchos de nosotros, utilizada en medicina para explorar el interior de nuestros cuerpos.

Los que ha conseguido la nueva investigación es aplicar esta tecnología a una escala mucho más pequeña. Imagina un escáner MRI que no solo ve tus huesos y órganos, sino también los átomos que componen esos huesos y órganos. Eso es lo que estos científicos han logrado.

El experimento se llevó a cabo en un cristal de diamante. Sí, ese mismo diamante que adorna anillos de compromiso y despierta envidias en las bodas. Pero aquí, el diamante se convirtió en un lienzo cuántico.

Los investigadores crearon un electromagneto diminuto utilizando hilos de oro nanofabricados. Estos hilos generaron gradientes magnéticos tridimensionales, como si estuvieran tejiendo una red invisible alrededor de los átomos.

La Imagen Tridimensional

Y entonces llegó el momento culminante: surgió la imagen tridimensional. No es una fotografía en el sentido tradicional. Más bien, es una nube de puntos que representa las posiciones de los átomos individuales.

Imagina un cúmulo de estrellas en el cielo nocturno, pero en lugar de estrellas, son átomos de carbono, nitrógeno y oxígeno.

Cada punto en esta imagen es un átomo, y la resolución es asombrosa: aproximadamente 10 nanómetros, lo que corresponde a un diámetro de diez a cien átomos. Eso es diez veces más grande que un solo átomo, pero aún lo suficientemente pequeño como para revelar sus secretos.

Se espera que nuevas mejoras puedan mejorar esta resolución a menos de un nanómetro, lo que abriría la posibilidad de crear imágenes tridimensionales de moléculas individuales.

El Futuro Cuántico

¿Qué significa todo esto? En primer lugar, es un logro técnico impresionante. Pero también tiene aplicaciones prácticas. Imagina un "MRI clínico a escala molecular".

Podríamos visualizar moléculas individuales, comprender mejor los materiales y diseñar fármacos con precisión atómica. La tecnología cuántica sigue sorprendiéndonos con sus posibilidades revolucionarias.

Así que la próxima vez que mires un diamante, recuerda que no solo es una joya brillante, sino también un portal hacia el mundo cuántico. Y tal vez, solo tal vez, los átomos te estén guiñando un ojo desde su escondite tridimensional.

Referencia

Three-dimensional magnetic resonance tomography with sub-10 nanometer resolution. Mohammad T. Amawi et al. npj Quantum Information, volume 10, Article number: 16 (2024). DOI:https://doi.org/10.1038/s41534-024-00809-w