Descubramos e inventemos nosotros

La mec¨¢nica cu¨¢ntica naci¨® a comienzos del siglo pasado de la mano de experimentos que cuestionaban la validez absoluta de las leyes de la f¨ªsica cl¨¢sica. Desde entonces se han hecho realidad muchos de los llamados experimentos mentales (Gedankenexperimenten) que tanto furor dial¨¦ctico despertaron entre los padres de la cu¨¢ntica. Pero todav¨ªa falta mucho camino cu¨¢ntico por recorrer. El caso es que los acontecimientos se precipitan con suma rapidez y el tiempo nos exige tener altura de miras.

La reducci¨®n de tama?os ha sido la carrera del siglo pasado y el final cu¨¢ntico es la meta. Dos ejemplos: los primeros chips del a?o 1964 ten¨ªan 32 transistores y el ¨²ltimo Pentium tiene 28 millones de transistores. Los chips ahora poseen el tama?o de una c¨¦lula y efect¨²an tres billones de operaciones por segundo. Se prev¨¦ que en el a?o 2025 los transistores est¨¦n formados por unos pocos ¨¢tomos. El otro ejemplo lo constituyen las unidades magn¨¦ticas, los bits, que se utilizan en los discos duros de los ordenadores para grabar la informaci¨®n. Las primeras que se utilizaron all¨¢ por los a?os cincuenta ten¨ªan el tama?o de un grano de az¨²car, las actuales poseen el tama?o de una c¨¦lula.

En otras palabras, los objetos a estudiar ahora ya no son los ¨¢tomos aislados, sino s¨®lidos constituidos por tan s¨®lo centenares o millares de ¨¢tomos que poseen un tama?o del orden del nan¨®metro (la mil¨¦sima parte de un micr¨®metro). De aqu¨ª viene el nombre de nanomateriales, y el de nanof¨ªsica para el estudio de sus propiedades. El objetivo es claro, hay que tratar de manipular y observar un solo objeto de este tama?o y construir dispositivos tecnol¨®gicos que operen al son que marquen sus propiedades cu¨¢nticas.

Entre las propiedades cu¨¢nticas con m¨¢s plusval¨ªa tecnol¨®gica destaca el efecto t¨²nel que, adem¨¢s, es el que mejor refleja la diferente naturaleza de las leyes cu¨¢nticas. Para las mentes cl¨¢sicas se trata de un efecto m¨¢gico que entra en la categor¨ªa de lo imposible. Si no, ?c¨®mo explicar el hecho de que un electr¨®n pueda saltar barreras infranqueables energ¨¦ticamente? ?O qu¨¦ l¨®gica tiene que los polos de un im¨¢n se intercambien sin coste energ¨¦tico? ?Y qu¨¦ decir de ese resultado experimental que sugiere que la corriente el¨¦ctrica que circula en un anillo de un material superconductor gira en los dos sentidos a la vez?

Lo mejor a la hora de pensar el futuro es hacernos preguntas cuyas respuestas acarreen el m¨¢ximo de innovaci¨®n cient¨ªfica y tecnol¨®gica, y no digo nada sorpresivo cuando afirmo que lo nuevo de este siglo anida en la uni¨®n de lo nano con lo cu¨¢ntico. Adem¨¢s, la nanocu¨¢ntica es, por su car¨¢cter novedoso e interdisciplinario, el mejor banco de pruebas y de formaci¨®n para los m¨¢s j¨®venes.

Mucho se est¨¢ hablando en Espa?a de qu¨¦ hacer con los cient¨ªficos que se han formado fuera, am¨¦n de que parece como si todos los que pueden volver lo har¨¢n con un pan, nuevo paradigma cient¨ªfico, bajo el brazo. El que esto escribe tambi¨¦n est¨¢, como el que m¨¢s, a favor de esta labor por muchos y variados motivos, entre los que puedo citar que yo tambi¨¦n me eduqu¨¦ fuera. Pero tambi¨¦n estoy convencido de que el problema m¨¢s importante que tenemos en Espa?a es el de promover y llevar hasta sus ¨²ltimas consecuencias la ayuda a la ciencia que contiene el germen del cambio paradigm¨¢tico.

Pues bien, volviendo al comienzo, tenemos delante de nosotros un campo de investigaci¨®n, la nanocu¨¢ntica, lleno de interrogantes, que exigir¨¢ lo mejor de los f¨ªsicos, qu¨ªmicos e ingenieros y en el que en Espa?a existe suficiente materia gris como para conseguir la pole position. Creo que no deber¨ªamos volver la mirada a otro lado, el horizonte divisado no tiene l¨ªmites y admite a no pocos.

Del dicho al hecho, la primera semana de julio est¨¢ declarada en Barcelona semana del tuneleo. Cuatro primeros espadas americanos, un espa?ol-americano objeto de deseo patrio y dos espa?oles internacionales explicar¨¢n lo ¨²ltimo, lo nuevo y algunos de los Gedankenexperimenten del efecto t¨²nel en s¨®lidos que se har¨¢n realidad en este siglo XXI.

Javier Tejada es catedr¨¢tico en la Universidad de Barcelona.