Microscopio cuántico para ver lo imposible
El entrelazamiento cuántico del nuevo microscopio proporciona un 35% de claridad mejorada sin destruir la célula, lo que permite ver estructuras biológicas diminutas que, de otro modo, serían invisibles. Imagen: brgfx/freepik

La innovación de la Universidad de Queensland al crear un microscopio cuántico que puede revelar estructuras biológicas que, de otro modo, serían imposibles de ver, facilita el recorrido para las aplicaciones en biotecnología.

Pero este avance va mucho más allá, concretamente a áreas que incluyen la navegación y las imágenes biomédicas. El microscopio funciona con la ciencia del entrelazamiento cuántico, un efecto que Albert Einstein describió como “interacciones espeluznantes a distancia”.

Como explica Rodolfo Restrepo-Villegas, del Instituto de Física de la Universidad colombiana de Antioquia, el entrelazamiento cuántico es, sin lugar a dudas, uno de los fenómenos más interesantes de la física cuántica. No en vano, Albert Einstein expresó su disgusto por él, llamándolo “fantasmal” o “misterioso”.

El entrelazamiento describe el fenómeno en el que dos (o más) sistemas (o partículas) puedan estar íntimamente conectados entre sí, sin importar la distancia a la que se encuentran. Estas conexiones no pueden explicarse por las propiedades de los sistemas por separado.

Para Einstein, una teoría que explique de manera completa la realidad física requiere las ideas de realismo y localidad. Así, el físico irlandés John Stewart Bell demostró que las predicciones de teorías locales y realistas están en conflicto con las propias predicciones de la mecánica cuántica.

En este sentido, cabe recordar que, hace ahora cuatro años, un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y de la Academia de Ciencias detallaron en Science que, con ayuda de un satélite, pudieron distribuir pares de fotones entrelazados a más de 1.200 kilómetros de distancia.

El microscopio cuántico generará todo tipo de tecnologías

El microscopio cuántico diseñado en Australia, listo para visualizar elementos de una biología que antes era imposible de ver. Foto: Queensland University

En este avance conseguido ahora en la Universidad de Queensland, el profesor Warwick Bowen, del Laboratorio de Óptica Cuántica y del Centro de Excelencia ARC para Sistemas Cuánticos Diseñados (EQUS), asegura que es el primer sensor basado en entrelazados con un rendimiento más allá de la mejor tecnología existente posible.

“Este avance generará todo tipo de nuevas tecnologías, desde mejores sistemas de navegación hasta avanzadas máquinas de resonancia magnética, lo que sea”, añade el coordinador de este estudio publicado en Nature, apoyado por la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de Estados Unidos y el Consejo de Investigación de Australia.

El profesor Bowen no oculta su satisfacción con el nuevo microscopio cuántico. “Es emocionante -dice-, es la primera prueba del potencial de cambio de paradigma del entrelazamiento para la detección”.

Anuncia que la hoja de ruta de tecnologías cuánticas de Australia prevé que los sensores cuánticos impulsen una nueva ola de innovación tecnológica en investigación y clínica biomédica, ingeniería y transporte, entre otras áreas.

Entrelazamiento cuántico

Un gran éxito del microscopio cuántico del equipo fue su capacidad de catapultar sobre una barrera dura en la microscopía tradicional basada en luz.

El profesor Bowen recuerda que “los mejores microscopios de luz utilizan láseres brillantes que son miles de millones de veces más brillantes que el Sol. Los sistemas biológicos frágiles como una célula humana solo pueden sobrevivir un corto tiempo en ellos”, por lo que es un importante obstáculo.

En este sentido, detalla que “el entrelazamiento cuántico en nuestro microscopio proporciona un 35% de claridad mejorada sin destruir la célula, lo que nos permite ver estructuras biológicas diminutas que, de otro modo, serían invisibles. Los beneficios son obvios: desde una mejor comprensión de los sistemas vivos hasta tecnologías de diagnóstico mejoradas”.

El profesor Bowen asegura que hay oportunidades potencialmente ilimitadas para el entrelazamiento cuántico en la tecnología. Cree que, con su innovación, han abierto la puerta a algunas revoluciones tecnológicas de amplio alcance.

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