Desarrollan modelo de baterías cuánticas más eficientes

Los microchips revolucionaron la tecnología y la electrónica, hace décadas, permitiendo la creación de dispositivos más compactos y eficientes, pero hoy están alcanzando su límite. Cambiar la arquitectura tecnológica actual por una basada en la mecánica cuántica podría ser la solución, ya que generaría cambios revolucionarios en el tamaño y velocidad de los aparatos. 

Para ello, se necesitan, sin embargo, baterías cuánticas que -a diferencia de las pilas convencionales- son sistemas subatómicos que almacenan energía en una escala diminuta, bajo sus reglas y que, al tener la capacidad de superponerse, pueden entregar energía más rápido que una batería clásica; lo que tiene un gran potencial para la computación del futuro y el procesamiento de datos, entre otras áreas.

Felipe Barra, investigador del Núcleo Milenio Física de la Materia Activa y académico del Departamento de Física de la Universidad de Chile (DFI-FCFM), lleva cinco años indagando en cómo crear baterías cuánticas más eficientes. Es decir, que no disipen o pierdan energía y que puedan entregarla a un dispositivo lo más rápido posible. 

Desconectar y reconectar

Junto a un grupo de investigadores, el doctor Barra propuso extraer esa energía de un sistema en equilibrio termodinámico, es decir, un sistema que es incapaz de experimentar espontáneamente algún cambio de estado, lo que permite “proteger” la energía que contiene y evitar que se pierda. 

Las leyes de la Termodinámica dicen, sin embargo, que es imposible lograr esto, pues cualquier manipulación que se haga con un sistema en equilibrio, nos hará gastar energía si queremos que este vuelva a su estado de equilibrio.

Sin embargo, el académico halló una forma de “torcer” esa ley al notar que, si el sistema en equilibrio interactúa de forma intensa con su medio, puede extraer energía de este si logra desconectarlo de su entorno. 

El resultado final: si bien al desconectar y reconectar el átomo a su medio, se gasta energía, aquella que se extrae en el proceso es más compleja de conseguir y permite convertir al átomo en una batería cuántica. “En palabras simples, la energía que necesitamos para desconectar y conectar nuestro átomo es una energía barata. Pero la energía que extraigo del sistema y almaceno en la batería (átomo), es más difícil de conseguir y puede ser útil para un dispositivo cuántico”, explica el doctor Barra.

Fuente: U de Chile