El ejército de EE. UU. está invirtiendo en investigación cuántica que explora cómo las vibraciones afectan el comportamiento electrónico en materiales ultrafinos. Científicos de la Universidad de California en Riverside están investigando si estas vibraciones cuánticas, conocidas como efectos vibrónicos, podrían transformar los sistemas computacionales y de recolección de energía.
El Centro de Vibrónica Cuántica en Energía y Tiempo (QuVET) reúne a expertos en física, química, ingeniería y bioquímica para examinar estas interacciones en sistemas biológicos y sintéticos. Los investigadores pretenden determinar si una función de onda cuántica saltará a través de una interfaz o permanecerá en su posición original. «La idea es que las vibraciones puedan convertirse en la perilla de control, permitiendo futuros ‘interruptores vibrónicos cuánticos’ que utilicen vibraciones de cristal para activar y desactivar las transiciones cuánticas», dijo Nathaniel Gabor, profesor de física y astronomía.
Comprender este proceso de cambio es crucial para mejorar tecnologías como la generación de energía solar. La energía creada a partir de la luz debe separarse rápidamente en cargas libres para evitar disiparse en forma de calor o reemitirse en forma de luz. Gabor señaló que los sistemas biológicos extraen energía de manera eficiente y su equipo busca replicar esa eficiencia en materiales artificiales. Los mecanismos observados en la fotosíntesis, donde las excitaciones cuánticas se mueven entre moléculas hasta llegar a un centro de reacción, podrían informar nuevas formas de control cuántico en dispositivos sintéticos.
El Ejército financia esta investigación a través de una subvención de la Iniciativa de Investigación Universitaria Multidisciplinaria de la Oficina de Investigación del Ejército del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate. La directora del programa, Tania Paskova, afirmó que comprender los efectos vibrónicos podría ser esencial para desarrollar futuros sistemas biológicos artificiales dentro de aplicaciones militares. «Esta investigación responde preguntas científicas críticas que podrían resultar fundamentales para comprender y controlar los efectos vibrónicos», dijo.
El Ejército reconoce desafíos importantes a la hora de traducir estos hallazgos de laboratorio en aplicaciones prácticas. La mayoría de los experimentos cuánticos requieren bajas temperaturas y entornos controlados, que no son adecuados para entornos de campo de batalla. Al centrarse en la investigación básica en lugar de en prototipos inmediatos, el Ejército indica una inversión estratégica a largo plazo en física cuántica que puede tardar décadas en madurar. El éxito de esta inversión depende enteramente de futuros resultados experimentales, que aún están pendientes.
