Desarrollan un nuevo modelo sobre entrelazamiento cuántico

Un grupo de investigadores del CONICET desarrolló un nuevo modelo sobre entrelazamiento cuántico. Se trata de un enfoque completamente inédito para la disciplina, ya que utiliza el formalismo de propagadores y la teoría de la información para cuantificar este fenómeno y podría explicar el origen físico de algunas propiedades moleculares.

El trabajo fue publicado en la última edición del Journal of Chemical Physics y fue incluido en la sección de Communications, en la que se destacan los artículos más relevantes del número. Este novedoso planteo fue desarrollado en el marco de la tesis del becario doctoral del CONICET en el Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica (IMIT, CONICET – UNNE), Leonardo Millán, con la co-autoría de la investigadora independiente del CONICET en el Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA, CONICET – UBA), Claudia Giribet y del investigador superior del CONICET en el IMIT, Gustavo Aucar.

Entre los diferentes lenguajes o formalismos matemáticos que se utilizan para describir la física cuántica, el más popular es el de Schrödinger. Existen otros, como el de integrales de camino con el que se expresan los propagadores de polarización, que son muy útiles para analizar qué ocurre en distintos sistemas moleculares y tiene una de sus aplicaciones concretas en el estudio de las propiedades espectroscópicas de la Resonancia Magnética Nuclear (RMN).

“El modelo que logramos desarrollar permite cuantificar el entrelazamiento cuántico mediante el formalismo de propagadores de polarización, que es en el que se especializa el grupo de Física Atómica y Molecular del IMIT, del que fui miembro durante mi formación doctoral”, señala Millán. Para su tesis, trabajó sobre una hipótesis planteada por el grupo que sostenía que dentro de la molécula el acoplamiento indirecto entre espines nucleares tendría su origen en ese entrelazamiento.

“Hasta el momento no se había propuesto utilizar este lenguaje para explicar uno de los fenómenos más raros y característicos de la cuántica: el entrelazamiento. Se refiere a que efectos que se producen en lugares cercanos o muy alejados entre sí se pueden relacionar de manera instantánea. Es de los efectos más ‘cuánticos’ que se conocen y que no se pueden entender desde la física cotidiana. Lo que hemos demostrado es que, a nivel molecular, estos fenómenos explicarían la interacción entre los espines de los núcleos atómicos”, señala Gustavo Aucar, otro de los autores del trabajo y responsable del grupo de Cuántica Molecular del IMIT, el cual trabaja en esta línea desde hace más de una década. Durante todo este tiempo, comenta, advertían algunas expresiones que daban cuenta de la existencia de un fenómeno no local subyacente a la regla empírica de Karplus, pero no contaban con herramientas físico-matemáticas adecuadas para demostrarlo.

En ese contexto surgió el trabajo de Leonardo Millán, que empezó a vincularse al grupo como estudiante de grado de la Licenciatura en Física y asumió el desafío de involucrarse en el tema de entrelazamiento —que aún no había sido estudiado en profundidad por ningún miembro del instituto—, culminando con el desarrollo de este modelo en su tesis de doctorado. Para esta parte del trabajo, destacan que también fue fundamental el uso de una herramienta matemática que opera con orbitales moleculares localizados, desarrollada por Claudia Giribet.

De la física a la ciencia de datos

Después de haber obtenido su doctorado en Física en la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) a través de una beca del CONICET, Leonardo Millán optó por continuar su carrera en el área de ciencia de datos. Actualmente se desempeña como líder de proyecto en una empresa creada en el NEA que presta servicios informáticos a compañías de distintas partes del mundo.

“Mi formación en Física y haber hecho un doctorado me dieron herramientas para resolver problemas de todo tipo, no sólo limitados a ese campo de estudio. Esos diez años fueron un entrenamiento único que hoy me permite que, cada vez que aparece un problema, sepa cómo informarme y documentarme, cómo desglosarlo y cómo resolverlo. Eso es una gran ventaja para realizar este tipo de trabajos”, dice.

Pero Millán no es el primer ex becario del IMIT que se orientó por una carrera en el sector privado. Según cuenta Gustavo Aucar, uno de los fundadores del instituto que tiene sede en la ciudad de Corrientes, actualmente hay varios doctores formados allí que están prestando servicios vinculados a la ciencia de datos en distintas empresas y al menos una doctora en Física que se desempeña en el área de medicina nuclear.

“Para nosotros es una alegría enorme verlos crecer en otros ámbitos porque significa que la academia puede producir recursos humanos que hacen aportes importantes al sector privado y también a la sociedad civil, como ocurre con ODESLA, que es una organización sin fines de lucro promovida por otro de nuestros ex becarios”, finaliza Aucar. En esta fundación, Millán se encuentra colaborando con un proyecto que busca predecir el riesgo en el que se encuentra una víctima de violencia de género que se acerca a una oficina de atención.

Por Cecilia Fernández Castañón. CCT Nordeste.

Referencia bibliográfica:

Leonardo A. Millán, Claudia G. Giribet and Gustavo A. Aucar, The Journal of Chemical Physics, Volume 153, Issue 22, On the quantum origin of few response properties. DOI: 10.1063/5.0027545