Ver o invisible mediante simulador

2014/04/29 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika
• Teknologia

Un traballo realizado no Departamento de Química Física da UPV permitiu desenvolver simuladores cuánticos que simulan con precisión o comportamento de complexos sistemas físicos (moléculas químicas ou partículas relativistas). A través deles describíronse a estabilidade de átomos e moléculas, a reactividad de compostos químicos e o resultado da interacción entre radiación e materia, entre outros.

Todas estas situacións constitúen a base do noso mundo físico e non poden aparecer no ámbito da física clásica. “Os procesos físicos que se producen a nivel cuántico débense a modelos matemáticos moi sofisticados que non se poden investigar con computadores actuais debido ás súas limitacións computacionales”, explica o doutor Jorge Casanova, investigador do Departamento de Química Física da UPV. Os investigadores da UPV utilizaron os simuladores cuánticos como solución á limitación computacional, capaces de recrear a dinámica dun determinado sistema físico, superando os límites dos computadores tradicionais.

Basicamente, o funcionamento destes sistemas consiste en illar os átomos illados nun medio controlado paira evitar interferencias coa contorna. Despois, a través dos láseres, realízanse diversas operacións, como excitar ou desactivar os electróns destes átomos. “Desta maneira conseguimos que actúe como o sistema que queremos investigar”, explica Casanova.

Durante o estudo deseñáronse protocolos de simulación cuántica paira diferentes situacións físicas. Por exemplo, construíron un simulador de sistemas relativistas paira simular partículas que se desprazan á velocidade da luz, “actuando coma se os iones inmóbiles estivesen en movemento á velocidade da luz”. Tamén se propuxeron simuladores de fermiones e sistemas de bosones en interacción. “Este paso é moi importante —explica Casanova— porque son dous tipos de partículas na natureza”: nos átomos, por exemplo, os electróns son fermiones, e os bosones, protones e neutróns, ou fotóns. “Coñecemos ben as ecuacións que describen a dinámica destes sistemas, pero non podemos resolvelas porque son moi complexas”, afirma.

A información que ofrecen os simuladores é “moi interesante” desde o punto de vista tecnolóxico, segundo Casanova. Aínda que aínda están nos seus inicios, “eu creo que en 5-10 anos seremos capaces de desenvolver moléculas específicas de determinados procesos como a absorción de enerxía solar, así como de deseñar materiais e medicamentos. Cando chegamos a comprender sistemas complexos, poderemos predicir como van actuar e deseñar una nova tecnoloxía baseada nese coñecemento”.