Un equipo de científicos en Finlandia ha detectado un pulso de energía menor a un zeptojulio, menos de una billonésima de una milmillonésima de julio. Eso es aproximadamente la energía necesaria para levantar un solo glóbulo rojo un nanómetro en la gravedad terrestre. La medición es una de las señales de energía más pequeñas jamás registradas.
Un sensor hecho de dos tipos de metal
El dispositivo es un calorímetro, un instrumento que mide cambios diminutos en el calor. Investigadores de la Universidad Aalto, junto con la empresa de computación cuántica IQM y el Centro de Investigación Técnica de Finlandia (VTT), construyeron el sensor a partir de una combinación de superconductores y conductores normales. Los superconductores permiten que la electricidad fluya sin resistencia. Los conductores normales la resisten. Esa mezcla hace que la superconductividad sea frágil. Incluso un ligero aumento de temperatura la debilita de inmediato. El equipo envió un pulso de microondas al sensor y filtró cuidadosamente la señal. Confirmaron que habían detectado un pulso electromagnético de 0.83 zeptojulios. Según los investigadores, esta es la primera vez que un dispositivo calorimétrico alcanza tal sensibilidad.
Por qué esto importa para las computadoras cuánticas y la materia oscura
El avance podría eventualmente permitir a los científicos contar fotones individuales, un objetivo de larga data en la tecnología cuántica y la astrofísica. Los fotones son las partículas que transportan luz, y contarlos uno por uno daría a los investigadores un nuevo nivel de control sobre los sistemas cuánticos. La misma precisión podría ayudar a mejorar las computadoras cuánticas, que dependen de manipular estados de energía diminutos. El sensor también podría ayudar a detectar partículas de materia oscura desde el espacio. El equipo quiere hacer que el sistema sea capaz de medir señales que lleguen en cualquier momento, lo cual es importante para detectar axiones de materia oscura.
Lo que viene después
La investigación fue liderada por el profesor académico Mikko Möttönen en la Universidad Aalto. Los hallazgos fueron publicados en la revista Nature Electronics. El sensor opera a temperaturas ultrafrías y depende de la naturaleza frágil de la superconductividad. El equipo dice que el siguiente paso es hacer que el detector funcione con tiempos de entrada arbitrarios. Eso abriría la puerta a aplicaciones prácticas en computación cuántica y la búsqueda de materia oscura. Por ahora, el sensor se mantiene como un récord en sensibilidad, una herramienta que puede medir energía a una escala que antes estaba fuera de alcance.
