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Mujeres haciendo ciencia: Ana María Rey y el estudio de los átomos fríos

En la naturaleza los átomos siempre están en movimiento, estos son las estructuras básicas de la materia, presentes en todo lo que nos rodea y son tan pequeños que resulta muy difícil observarlos individualmente, aislados de otros átomos. Las características de su movimiento explican nuestras sensaciones de frío y calor. Más frío significa que los átomos se mueven menos. Más calor significa que los átomos se mueven más. Así la temperatura es un concepto asociado al movimiento de los átomos.

En la naturaleza los átomos siempre están en movimiento. Se trata de las estructuras básicas de la materia, presentes en todo lo que nos rodea. Son tan diminutos que resulta muy difícil observarlos individualmente, aislados de otros átomos. Las características de su movimiento explican nuestras sensaciones de frío y calor. Más frío significa que los átomos se mueven menos. Más calor significa que los átomos se mueven más. Así la temperatura es un concepto asociado al movimiento de los átomos.

Aislar átomos y manipularlos requiere mantenerlos quietos, es decir, enfriarlos. Para enfriar los átomos hay que quitarles energía de movimiento. Los experimentos que se llevan a cabo con los átomos fríos son muy importantes para entender la física cuántica. De hecho, dan opción de observar directamente los efectos cuánticos. Precisamente por eso, a los átomos fríos se les denomina simuladores cuánticos. Hay que enfriar átomos de gas alcalinos hasta cerca del cero absoluto (-273,15 ºC), y para ello se necesitan equipamientos y técnicas muy complejas que dispongan de láser y trampas magnéticas. Este proceso, desde luego, resulta muy costoso. Es por eso que en este campo resulta de vital importancia hacer investigaciones teóricas.

Ana María Rey, científica Colombiana, estudió física en la Universidad de los Andes hacia el 2000 y obtuvo posteriormente un doctorado en la Universidad de College Park (Maryland). Desde sus inicios ya se perfilaba su prospero camino, pues en el año 2005 logró el primero de una larga serie de reconocimientos: recibió el premio a la mejor tesis doctoral en física atómica, que abrió el camino para un posdoctorado en átomos fríos en la Universidad de Harvard. En ese momento, la doctora Rey decidió unirse al desafió de desarrollar un computador cuántico, capaz de resolver en un par de minutos operaciones matemáticas que requieren una gran capacidad de almacenamiento y velocidad para procesar información, lo que en los computadores actuales tomaría muchos años. También ayudaría para agilizar el proceso de búsqueda en bases de datos muy grandes. La información se codificaría en sistemas elementales llamados bits cuánticos. Otro uso posible sería comprender el origen de los materiales ferro-magnéticos, materiales. Según la Doctora Rey "tenemos una imagen muy buena de un imán, sabemos cómo funciona pero para explicar su comportamiento se requiere entender el comportamiento de los electrones interactuando entre ellos. Muchas de esas preguntas todavía no tienen respuesta".

Su investigación utiliza la luz para enfriar los átomos y explorar de ese modo la mecánica cuántica. Al utilizar esos átomos fríos, se pueden controlar en laboratorio, para entender un sistema muy complejo como el de la mecánica cuántica, lo que puede conducir en última instancia a avances tecnológicos muy importantes como la súper-conductividad a alta temperatura, lo que podría utilizarse para transporte de alta velocidad a costos mucho menores que los actuales.

A la doctora Rey, le otorgaron recientemente el máximo galardón de la Casa Blanca para jóvenes científicos por su investigación con átomos fríos, además de reconocimientos como el premio otorgado por el presidente de los Estados Unidos a los jóvenes investigadores cuyos trabajos tiene un gran impacto a nivel mundial,
Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers en 2013; el Maria Goeppert Mayer Award of the American Physical Society en 2014 por sus trabajos en física óptica, molecular y atómica; y el MacArthur Fellowship, or Genius Grant, por su la investigación en física atómica que permiten simular, manipular y controlar un nuevo estado de la material a través de la investigación de los átomos fríos.

Referencias.

  • http://www.ehu.es/p200-content/es/contenidos/noticia/20140103_atomos/es_atomos/atomos.html
  • http://graficas.explora.cl/otros/metro/metrocotidiana/cuantica.html
  • http://www.semana.com/nacion/articulo/la-fisica-ana-maria-rey-recibio-galardon-de-la-casa-blanca-por-trabajo-con-atomos/369465-3
  • http://www.caracol.com.co/noticias/actualidad/fisica-colombiana-galardonada-en-eeuu-por-su-trabajo-con-atomos-frios/20131226/nota/2044271.aspx

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