Un colombiano premiado en Estados unidos por estudio sobre la dinámica cuántica

El físico Rubén Guerrero de la Universidad Nacional recibió el IBM-Zerner Award for Graduate Students por hacer un novedoso aporte a la metodología del control cuántico.

Guerrero es estudiante del Doctorado en Física de la UN en Bogotá y obtuvo el premio en el marco del 53° Simposio Sanibel (celebrado por la Universidad de la Florida, en Georgia, Estados Unidos) por los resultados de su investigación en el área de control de la dinámica cuántica, que desarrolló bajo la orientación del profesor Andrés Reyes, del Departamento de Química.

Su ponencia, en la que presentó una contribución al control cuántico, le mereció una placa distintiva y un auspicio económico de 1.000 dólares.

¿En qué consiste el control cuántico?

Según explica el investigador, controlar activamente reacciones químicas a escala cuántica (para crear o destruir enlaces químicos de manera selectiva) es un objetivo cuya realización se busca hace mucho tiempo.

Su consecución ha sido difícil porque las variables macroscópicas de control de una síntesis química (como temperatura, presión o concentración) no permiten acceder directamente a los caminos de reacción de carácter estrictamente cuántico.

Para superar dicha dificultad, se usan pulsos de láser ultrarrápidos diseñados para afectar la dinámica cuántica molecular de una manera particular: estos, al interactuar con la molécula, interfieren con su estado cuántico y lo modifican al estimular o inhibir determinados estados cuánticos propios.

Así, los pulsos se seleccionan de tal forma que resulten, por ejemplo, en la formación o ruptura de un enlace químico específico dentro de la molécula.

¿Cómo se logra esto? Guerrero explica que se parte del hecho de que la intensidad óptima del pulso depende del estado cuántico de la molécula y que este, a su vez, depende de la intensidad del pulso. Y para resolverlos de forma autoconsistente se usan propagadores temporales semiclásicos.

“En la ponencia me enfoqué en una molécula (específicamente estudié el control cuántico del proceso de protonación del pirrol, que es una de las moléculas aromáticas más pequeñas) y en controlar la dinámica de su paquete de onda protónico, de tal manera que pudiese formar o romper un enlace en el anillo aromático. Lo anterior se relaciona con la disminución en el grado de aromaticidad de dicha molécula, que resulta de interés para comprender algunos procesos biológicos sencillos”, resalta.

De este modo, con el importante trabajo de Guerrero se abren las posibilidades de aplicar propagadores semiclásicos de control cuántico a nivel de una molécula. En este trabajo de control consiste el aporte del investigador.

El premio 

“Antes que el dinero, me resulta más gratificante haber dejado una buena impresión entre los investigadores que asisten al Sanibel. Este congreso tiene una larga tradición en el área de estructura electrónica. Participan científicos de todo el mundo que están desarrollando nuevas metodologías para estudiar y comprender la estructura electrónica de la materia”, afirma.

Y agrega: “El hecho de que me hayan otorgado esta distinción trae implícito el beneficio de ganar visibilidad no solo para mí, sino también para el grupo de Química Cuántica y Computacional y para la UN, en donde seguimos desarrollando dichos estudios”.