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Descubren un nuevo tipo de ‘bi-molécula’ que podría ayudar a desarrollar sensores cuánticos con múltiples aplicaciones tecnológicas

Este tipo de bi-moléculas posibilitan la implementación y estudio de reacciones químicas a bajas temperaturas desde una perspectiva cuántica y la investigación de interacciones intermoleculares a larga distancia, ya que coexisten a temperaturas bajas. Su uso  podría centrarse en el procesamiento de información por entrelazamiento como para el desarrollo de sensores cuánticos, con múltiples aplicaciones tecnológicas en óptica cuántica y en computación cuántica con moléculas neutras.

Fuente: Universidad de Granada


Granada |
18 de febrero de 2021

La investigadora del departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear y del Instituto Carlos I de Física Teórica y Computacional de la Universidad de Granada, la doctora Rosario González-Férez, ha publicado en la revista científica Physical Review Letters el artículo ‘Ultralong-Range Rydberg Bimolecules’, donde los resultados muestran un nuevo tipo de bi-moléculas formadas a partir de dos moléculas de monóxido de nitrógeno (NO), tanto en su estado fundamental como en el estado electrónico Rydberg.

En la imagen, la investigadora del departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear y del Instituto Carlos I de Física Teórica y Computacional de la UGR Rosario González-Férez.

El trabajo ha sido posible gracias a la colaboración científica de la profesora con el Instituto de Física Atómica Molecular y óptica (ITAMP) de la Universidad de Harvard.

El estudio comenzó durante la visita de la investigadora a la Universidad de Harvard entre marzo y julio de 2020, por lo que el proceso de creación, cálculos, análisis de resultados y redacción del texto final se hizo durante la pandemia de la Covid-19. La estancia, la cual estuvo financiada por la Fundación Fulbright y el programa Salvador de Madariaga del MECD, contó con la colaboración científica de los profesores Hossein R. Sadeghpour y Janine Shertzer del ITAMP de la institución estadounidense.

La existencia de este nuevo tipo de bi-moléculas consiste en la unión de dos moléculas de monóxido de nitrógeno (NO) cuya estructura está dispuesta de tal manera que el NO esté localizado en uno de los extremos mientras que, en el otro, está el ion NO+. El electrón orbita alrededor de ambos actuando como un pegamento que une esta bi-molécula. Además, el tamaño corresponde entre 200 y 1000 veces más que la del NO y, en cuanto a su vida media, es lo suficientemente larga como para permitir su observación y control experimental puesto que su manipulación es fácil por medio de campos eléctricos muy débiles, aunque sean sistemas muy frágiles.

Este tipo de bi-moléculas posibilitan la implementación y estudio de reacciones químicas a bajas temperaturas desde una perspectiva cuántica y la investigación de interacciones intermoleculares a larga distancia, ya que coexisten a temperaturas bajas.

La doctora González-Férez comenta que sería interesante el uso de estas bi-moléculas en las modernas tecnologías cuánticas, tanto para el procesamiento de información por entrelazamiento como para el desarrollo de sensores cuánticos, con múltiples aplicaciones tecnológicas en óptica cuántica y en computación cuántica con moléculas neutras.

González-Férez continúa trabajando con dos grupos científicos, de la Universidad de British Columbia en Canadá y de la Universidad de Stuttgart en Alemania, para intentar crear experimentalmente esta bi-molécula y confirmar la predicción teórica realizada a lo largo de este último año.

Referencia bibliográfica:

Ultralong-Range Rydberg Bimolecules

Rosario González-Férez, Janine Shertzer, and H. R. Sadeghpour

Phys. Rev. Lett. 126, 043401 – Published 27 January 2021

Enlace al artículo científico: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.043401


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