En un avance que podría revolucionar el diagnóstico biomolecular y la comprensión de fenómenos físicos aún desconocidos, un equipo de investigadores del CONICET desarrolló una técnica pionera capaz de detectar señales imperceptibles en entornos cuánticos.
La innovación, publicada en la revista especializada PRX Quantum, convierte átomos en sensores ultrasensibles que permiten «escuchar» el ruido cuántico y estudiar cambios en tiempo real a nivel molecular.
Qué es el mundo cuántico
“El mundo cuántico es como un universo invisible y caótico, donde las partículas pueden estar en varios lugares a la vez y actuar de manera impredecible. Para entenderlo, usamos sensores cuánticos: sistemas diminutos capaces de captar señales casi imperceptibles, como si fueran micrófonos a escala atómica”, explica Gonzalo Álvarez, investigador del CONICET en el Instituto en Nanociencia y Nanotecnología (INN, CONICET-CNEA) y uno de los autores del trabajo, junto a Martín Kuffer y Analía Zwick.
La técnica consiste en utilizar espines cuánticos, o átomos especialmente controlados, para detectar el comportamiento de su entorno. En palabras de Álvarez, “uno de los desafíos más difíciles de la física moderna es entender cómo se comportan los sistemas muy pequeños. Nuestro método permite detectar si el entorno cambia, si aparecen señales no clásicas o si ocurre algo inesperado”.
Este avance tiene aplicaciones potenciales en el estudio de procesos biológicos, como la reacción de una molécula dentro de una célula, el cambio estructural de una proteína o incluso el inicio de una enfermedad.
En el campo de la computación cuántica, donde la inestabilidad y el “ruido cuántico” son grandes obstáculos, la técnica podría mejorar el diseño de dispositivos más estables y confiables. “Si logramos caracterizar mejor ese ruido, podríamos diseñar nuevas estrategias para controlarlo”, destaca Álvarez.
Por su parte, Analía Zwick, también investigadora del CONICET en el INN, aporta una metáfora para describir este universo: “Las partículas interactúan como si estuvieran bailando, con música impredecible y con coreografías que desafían toda intuición”. Según Zwick, “nuestro trabajo abre una nueva vía para explorar ambientes cuánticos complejos que, hasta ahora, eran difíciles o imposibles de caracterizar”.
En cuanto a los próximos pasos, el equipo planea profundizar en el estudio del desorden cuántico y la ruptura de simetría temporal, conceptos claves para entender la irreversibilidad y la dinámica colectiva de partículas cuánticas. Al mismo tiempo, están desarrollando colaboraciones con grupos internacionales para llevar esta tecnología a aplicaciones concretas, como el diagnóstico temprano de enfermedades a nivel atómico.
“Tenemos una motivación profunda, contribuir al desarrollo de tecnologías cuánticas desde Argentina. Creemos que, desde aquí, podemos generar conocimiento original y soluciones innovadoras para desafíos globales, demostrando que es posible hacer ciencia de frontera con impacto internacional desde nuestro país”, concluye Zwick.