Este artículo es el quinto de una serie de ensayos escrito por físicos negros y coeditado con Fisica hoy como parte de Semana #BlackInPhysics 2022, una evento dedicado a celebrar a los físicos negros y sus contribuciones a la comunidad científica, y a revelar una imagen más completa de cómo es un físico. El tema de este año es "la alegría en la diversa comunidad negra".
Cuando era niño, me gustaban los dibujos de punto a punto. Realmente nunca me consideré un artista, pero disfrutaba el hecho de que si seguía los números y conectaba los puntos, el “panorama general” finalmente se revelaría. Esto fue muy gratificante para mí. En muchos sentidos, fue como un descubrimiento.
En la ciencia, a menudo lo que observamos inicialmente es el panorama general, y esto generalmente conduce a preguntas indagatorias sobre sus orígenes, forma y naturaleza, profundizando cada vez más hasta que deducimos los elementos fundamentales que componen el panorama general. Es casi como el reverso de un dibujo muy sofisticado de punto a punto. En este nivel fundamental, los componentes básicos (o partículas elementales) a menudo se encuentran dentro del mundo cuántico, y fue la teoría cuántica la que impulsó mi viaje hacia la física.
Cuando estudiaba química, estaba fascinado por la espectroscopia, una técnica que utiliza la luz para sondear, caracterizar y cuantificar diferentes tipos de materia (sólidos, líquidos o gases). Me sorprendió el hecho de que esta técnica podría tomar luz "invisible" (por ejemplo, luz ultravioleta o infrarroja) y usarla para sondear el aire "invisible", detectando con precisión trazas de partículas de gas invisibles como monóxido de carbono o dióxido de azufre. A través de la espectroscopia, estos gases traza se vuelven “visibles” y aparecen en forma de picos de absorción espectral en longitudes de onda específicas, proporcionando así una huella espectral única para cada gas.. Esta información luego se puede utilizar para determinar qué tipos de gas están presentes y su abundancia.
Cuanto más preguntaba: "¿Cómo puede ser esto?" Cuanto más me sentía atraído por la física fundamental. La idea de hacer visible lo invisible ha permanecido conmigo desde entonces. Es sorprendente pensar que los principios de la mecánica cuántica sustentan esta poderosa técnica. No sólo eso, sino que la teoría cuántica en general da lugar a muchas otras tecnologías, como los láseres, los semiconductores, la resonancia magnética, el GPS, la microscopía electrónica, la criptografía y la computación cuántica, por nombrar solo algunas.
Tecnología QDot
Un avance más reciente en la mecánica cuántica es el surgimiento de la tecnología de puntos cuánticos (QDot). Un QDot es una partícula semiconductora con propiedades ópticas y electrónicas que se rigen por las reglas de la mecánica cuántica debido a su tamaño de apenas unos pocos nanómetros, unas 10,000 veces más pequeño que el ancho de un cabello humano. Estas nanopartículas emiten luz de una longitud de onda específica cuando un LED azul las ilumina. La longitud de onda emitida depende del tamaño de la nanopartícula y determina el color observado.
No sorprende que la tecnología QDot haya llegado a las pantallas planas de los televisores modernos, debido a la alta saturación de color que se puede lograr en un ancho de banda espectral estrecho. Además, dado que los QDots se pueden ajustar a un tamaño determinado para liberar longitudes de onda específicas, podemos usarlos para lograr una alta reproducción cromática y una mejor producción general del color. Cada televisor QDot suele contener miles de millones de puntos cuánticos que, en última instancia, constituyen el panorama general.
Conectando los puntos
Como físico negro que iniciaba su carrera e hijo de padres jamaicanos que vivían en el Reino Unido, me sentía como si fuera un punto cuántico, un punto negro cuántico (QBD), por así decirlo. En mi campo de investigación, era raro que alguien que se pareciera a mí estuviera en el mismo seminario, conferencia o incluso en el mismo campo. En un contexto de luz azul, tuve que encontrar una manera de irradiar en diferentes longitudes de onda, sabiendo al mismo tiempo que los poderes reales de los QBD se aprovechan cuando están conectados y trabajando colectivamente. En este esfuerzo, tuve la suerte de descubrir y, finalmente, conocer a muchos físicos afroamericanos destacados, algunos mientras visitaban el Reino Unido y otros mientras yo visitaba los Estados Unidos. También me informaron y finalmente asistí a una conferencia para físicos negros en los EE. UU., además de conectarme con científicos de África y el Caribe. Estas interacciones ayudaron a fortalecer mi convicción de que, desde una perspectiva global, había muchos QBD como yo.
Pronto mis pensamientos se dirigieron a las generaciones futuras del Reino Unido. Quería que la situación fuera diferente para ellos, así que me involucré mucho con las escuelas y establecí varias iniciativas de extensión para los jóvenes, tratando de hacer lo que pudiera para cambiar su panorama para el futuro. También interactué con un puñado de estudiantes universitarios negros en mi departamento, alentándolos a ayudar en tales esfuerzos. Fue un placer saber que, en general, estaban plenamente de acuerdo. La mayoría permaneció conectada después de graduarse y, año tras año, el grupo creció en número hasta alcanzar una masa crítica. Estaba surgiendo una identidad única para jóvenes negros ambiciosos y apasionados por la física. y para un cambio positivo dentro de su comunidad.
Persiguiendo la alegría en un mundo extraño
Este esfuerzo culminó con la formación de La familia del laboratorio Blackett – la primera red nacional de físicos negros del Reino Unido – en 2020. El grupo ahora tiene visibilidad y se ha convertido en una voz para los físicos negros en el Reino Unido. Además, proporciona un medio de apoyo accesible para cualquier persona que se dedique a la física o campos relacionados desde la escuela secundaria hasta el nivel profesoral. Más recientemente, Blackett Lab Family recibió financiación para conectar a físicos afroamericanos con físicos negros radicados en el Reino Unido a través de una serie de oradores en el Reino Unido, así como para enviar una delegación del Reino Unido a conferencias en los EE. UU., fortaleciendo aún más la comunidad global de físicos negros. . Programas tan interesantes sólo son posibles porque los QBD de todo el Reino Unido están conectados y pueden actuar colectivamente.
Cuando reflexiono sobre mi carrera hasta ahora, realmente se trata de conectar QBD de varias maneras a lo largo del tiempo y el espacio. A menudo, las conexiones QBD aportan una alegría y un enriquecimiento más profundos a la disciplina general y mejoran aún más ese sentido vital de pertenencia. En muchos sentidos, aunque todavía soy QBD, ahora sé que soy parte de una comunidad nacional y global mucho más grande de físicos de toda la diáspora panafricana. Cuanto más sigamos conectando, representando e inspirando, más remodelaremos, afinaremos y enriqueceremos la imagen del panorama general que muestra quiénes son los físicos y qué hacemos.
