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Física
El Frigorífico Más Pequeño Posible
6 de Octubre
de 2010.
 Cuando
se trata de refrigeradores, el tamaño importa. ¿Quién no ha deseado, al
menos una vez en su vida, un frigorífico mayor? Sin embargo, ¿quién
puede decir que ha deseado tener una nevera en el extremo opuesto de la
escala, es decir con el menor tamaño posible? Aunque podamos creer que
la respuesta a esta última pregunta es "Nadie", ese inusual deseo de un
frigorífico lo más pequeño posible es exactamente el que han perseguido
unos expertos en mecánica cuántica de la Universidad de Bristol.
El límite de miniaturización de una nevera no es una cuestión de
ingeniería sino de las limitaciones fundamentales que la naturaleza
puede imponer al tamaño de los refrigeradores. ¿Existe un mínimo de
tamaño por debajo del cual un refrigerador considerable como tal no
pueda hacer su trabajo?
El equipo de la Universidad de Bristol, integrado por Noah Linden, Sandu
Popescu y Paul Skrzypczyk, ha descubierto que no hay un tamaño mínimo,
salvo el de la propia estructura del frigorífico, y, utilizando la
mecánica cuántica, ha diseñado lo que parece ser el refrigerador con la
estructura más pequeña posible. Además es muy eficaz: puede enfriar
hasta prácticamente el Cero Absoluto (273 grados centígrados bajo cero,
la temperatura más fría que puede existir).
Este tipo de refrigerador está hecho de sólo tres sistemas cuánticos de
dos niveles, los sistemas físicos más simples utilizables, conocidos
como qubits. Dos de los qubits conforman el refrigerador propiamente
dicho. Uno está sometido a un calor muy intenso y el otro a la
temperatura ambiente de la sala. El tercer qubit es el objeto a enfriar.
Además de la interacción de cada qubit con su entorno y más
concretamente con la temperatura de éste, los qubits interactúan entre
sí. A medida que el qubit caliente absorbe la energía de su entorno, eso
hace que el qubit templado absorba la energía del tercer qubit, y así se
logra enfriar a éste por debajo de la temperatura ambiente.
La motivación principal de esta investigación fue conocer mejor algunas
de las limitaciones fundamentales de la Naturaleza, y no el desarrollo
de un dispositivo con aplicaciones prácticas. Sin embargo, dado que a
los aparatos de alta tecnología se les miniaturiza cada vez más, y de
hecho ya nos estamos comenzando a adentrar en la era de la
nanotecnología (que incluye conceptos tan revolucionarios como las
computadoras cuánticas), el refrigerador más pequeño posible aún puede
acabar encontrando aplicaciones prácticas en el futuro.
Información adicional en:
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