Día Mundial de la Cuántica: en conversación con la física cuántica Leni Bascones

leni bascones es un físico que investiga materiales cuánticos, con un enfoque en sistemas de electrones fuertemente correlacionados y superconductores no convencionales. También es editora invitada del número de enfoque de Journal of Physics: Materiales, "Perspectivas de las mujeres en materiales cuánticos”, y ha sido coeditor de Cartas de Eurofísica durante tres años, ambas revistas publicadas por Publicación de IOP, que también produce Mundo de la física.

¿Cuál fue tu camino hacia la física cuántica?

No era alguien que sabía de niño que quería ser científico porque le gustaba descubrir cómo funciona el mundo. De hecho, cuando era adolescente, mi plan era ser diseñadora de moda. Incluso cuando tuve que decidir qué quería estudiar en la universidad, no estaba seguro de si hacer física o historia. Al final, elegí la física por mi interés en la astrofísica.

Fue solo en el tercer año de mis estudios de pregrado. [en el Universidad Autónoma de Madrid.], cuando hice un curso de mecánica cuántica, que me di cuenta que ese era el tema que más me interesaba. Me fascinaba. Inicialmente me decanté por la física de partículas y seguí cursos sobre eso, ya que está estrechamente relacionado con la física cuántica. Pero cuando tuve que comprometerme con un tema para mi doctorado, decidí centrarme en materiales y dispositivos cuánticos y, hasta el día de hoy, estoy muy contento con mi elección.

¿Qué es lo que más te emociona de la física cuántica?

Encuentro cautivadores los comportamientos de los sistemas cuánticos. Hay muchos fenómenos interesantes que aún no entendemos, y constantemente aparecen muchas sorpresas. Actualmente tenemos la posibilidad de diseñar dispositivos y materiales cuánticos. Aunque no trabajo directamente en aplicaciones, cuando pienso en el impacto tangible que puede tener en el mundo, como las tecnologías digitales, el cambio climático, la medicina y el transporte, encuentro que el potencial de la física cuántica es extremadamente emocionante.

¿Qué problema del mundo real esperas resolver con tu investigación?

Mi investigación se centra en las fuertes correlaciones electrónicas y la superconductividad. Actualmente estoy trabajando en heteroestructuras de muaré 2D, como el grafeno bicapa retorcido, donde dos capas de carbono se superponen con un giro relativo.

Por lo general, los materiales tienen una resistencia al flujo de corriente eléctrica y esto cuesta mucha energía para superar. Pero en algunos materiales, esta resistencia se desvanece por debajo de cierta temperatura, generalmente temperaturas extremadamente bajas, y la corriente eléctrica puede fluir sin perder energía. La desaparición de la resistencia es una característica de la superconductividad, que ocurre porque los electrones entran en un estado cooperativo en el que se unen en pares. Esto es sorprendente porque los electrones son partículas cargadas y se repelen entre sí.

La superconductividad tiene muchas aplicaciones, desde la construcción de motores, sensores y trenes, hasta imágenes médicas y computación cuántica, además de usarse para crear imanes fuertes o conducir y acumular corrientes eléctricas sin costo de energía.

En cierto tipo de superconductor, surge la superconductividad debido a las interacciones entre los electrones y la red atómica. Pero esta explicación no funciona en los llamados “superconductores no convencionales”, que en muchos casos son superconductores a temperaturas más altas. En estos materiales sorprende la aparición de superconductividad porque la atracción entre los electrones en pares podría deberse en realidad a la repulsión entre las partículas cargadas.

Sería realmente divertido comprender completamente los conocimientos y los mecanismos de la superconductividad no convencional y predecir o diseñar nuevos materiales con superconductividad a alta temperatura. Este es un problema cuántico importante y fascinante que los físicos han estado tratando de explicar durante casi 40 años. Con nuevos dispositivos superconductores 2D altamente ajustables que se han descubierto recientemente, como las heteroestructuras moiré, se pueden diseñar muchos sistemas superconductores nuevos, y encontrar una explicación para este fenómeno parece estar más cerca.

¿Qué cualidades únicas pueden aportar las investigadoras como usted a la física cuántica?

Las mujeres tenemos talento, intuición y perseverancia, y no podemos perder estos atributos. Necesitamos más mujeres para avanzar en los conocimientos básicos y aplicaciones de la física cuántica.

En la actualidad, estamos perdiendo a muchas mujeres talentosas por seguir una carrera en cuántica. Enfrentan más dificultades para avanzar en la ciencia, a menudo debido a comportamientos inconscientes de sus colegas. Además, menos mujeres eligen la física cuántica debido a los estereotipos y la falta de estímulo. Pero las mujeres están en una posición única para ayudar a avanzar en la física cuántica mediante la creación de un entorno de investigación más colaborativo y acogedor. Demasiada competencia y ego conducen a prácticas científicas que aumentan el ruido y retrasan nuestra capacidad para resolver problemas cuánticos.

¿Cuál ves como el futuro de la física cuántica?

Vivimos en una época de muchas oportunidades. Quantum crecerá y ahora somos conscientes de las tecnologías que podemos inventar utilizando la física cuántica. El desarrollo de aplicaciones será un elemento clave de la investigación durante los próximos años, pero saldrá mal si reducimos la importancia que le damos a la ciencia básica. La historia nos muestra que las tecnologías más disruptivas surgen de los descubrimientos de la ciencia básica, no de la búsqueda de aplicaciones.

¿Crees que estamos actualmente en una burbuja cuántica que está a punto de estallar?

Ahora estamos hablando mucho sobre cuántica, de la misma manera que una vez hablamos mucho sobre, digamos, nanotecnología. Surgirán muchas aplicaciones y nuevos conocimientos. Quizás estas aplicaciones y desarrollos no sean los que tenemos en mente en este momento, pero nuestra comprensión de la cuántica evolucionará. Eso no significa que la burbuja explotará, pero no debemos concentrar nuestros fondos y esfuerzos en un conjunto muy limitado de opciones. Por ejemplo, algunas agencias de financiación concentran su apoyo en tecnologías cuánticas muy específicas y se olvidan de los materiales cuánticos que las sustentan. O las agencias financian proyectos solo si están vinculados a aplicaciones específicas. Eso es un error dado que los materiales cuánticos están pasando por una revolución en este momento.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/world-quantum-day-in-conversation-with-quantum-physicist-leni-bascones/