El diamante, una joya para la ciencia

A 160 kilómetros de profundidad, la temperatura alcanza los 2.000 grados centígrados y la presión oscila entre las 50.000 y las 100.000 atmósferas –a nivel del mar es de 1–. En ese entorno infernal nace uno de los elementos naturales más bellos de la Tierra, el diamante, que también se fabrica en laboratorios donde se recrean esas durísimas condiciones.

 

La joyería es solo la parte más visible de los usos de esta piedra preciosa, que gracias a sus virtudes se ha convertido en indispensable para industrias de todo tipo. La dureza de este cristal transparente, formado por átomos de carbono enlazados, es solo una de sus propiedades. Otra de sus ventajas reside en su conductividad térmica, cinco veces mayor que la del cobre, y muy útil en los campos de la ciencia y la tecnología en los que se produce un aumento de la temperatura.

 

Por ejemplo, en ordenadores, tabletas o smartphones, donde las capas de los chips se separan por finas películas de diamante sintético que disipan la temperatura y evitan la acumulación de calor.

 

Los diamantes también se hallan en retinas artificiales, tornos de dentistas, pasta de dientes, maquinaria pesada, herramientas de la industria minera y cerámica, construcción, automoción, electrónica, óptica... Una larga lista a las que hay que unir áreas punteras como la computación, la informática cuántica, la biomedicina y la superconducción.

 

Precisamente, el ordenador cuántico es una herramienta revolucionaria que podría encontrar en estas piedras preciosas su gran aliado. Más potente que ninguna de las diseñadas hasta la fecha, la anhelada computación resolverá los problemas más complejos, gracias a sus miles de millones de sistemas cuánticos.

 

Un primer paso para hacer realidad ese sueño es recrearla en miniatura, y ahí entran en juego los diamantes. “En un ordenador clásico, un bit solo puede almacenar un número: cero o uno. Sin embargo, la física cuántica permite superposiciones de estados, y un bit cuántico puede estar en cero y uno al mismo tiempo, lo que abre increíbles posibilidades para la computación”, apunta Jörg Schmiedmayer, investigador de la Universidad Técnica de Viena, en Austria. 

 

En unión de ingenieros japoneses, Schmiedmayer ha desarrollado un método para aplicar esta superposición en los sistemas cuánticos: los átomos de nitrógeno, que pueden ocupar dos estados diferentes de espín (ondas de giro), se insertan en un diamante diminuto.

 

Así, cada minisistema almacena un bit cuántico de información: cero, uno o una superposición arbitraria de ambos. Aunque solo es un primer paso en la carrera de la computación cuántica, el método tiene, según los expertos, gran potencial para la miniaturización y producción en masa.

 

 

 

Más información sobre este tema en el reportaje Los más duros de la ciencia, escrito por Laura Chaparro. Puedes leerlo en el número 405 de Muy Interesante.

 

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Etiquetas: ciencia

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