El científico santanderino Javier Argüello publica en Nature una investigación innovadora para resolver problemas químicos

El joven físico y matemático publica su investigación en una gran publicación científica junto a investigadores del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, CSIC y el Instituto de Óptica e Información Cuántica de Innsbruck.

  • Actualmente, Javier Argüello realiza su doctorado en Fotónica en el Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona (ICFO) con una beca de ”la Caixa”.

  • Desde su creación en 1982, el programa de becas de “la Caixa” ha dado la oportunidad a casi 5000 estudiantes e investigadores para que puedan formarse e investigar en las mejores universidades y centros de investigación del mundo.

  • Concretamente, los programas de becas de doctorado y posdoctorado en España y Portugal, tienen el objetivo de retener y atraer el mejor talento investigador y reforzar así el tejido científico de la península ibérica.

  • Entre los años 1982 y 2019, ”la Caixa” ha destinado 275 millones de euros a financiar sus becas, lo que convierte a este programa en el más importante de España entre los promovidos por una entidad privada y uno de los más relevantes de Europa.

Santander, 23 de octubre de 2019. ¿Cómo resolver problemas de química difíciles de solventar con ordenadores convencionales? En la práctica, problemas fundamentales en industria o bioquímica se reducen a unas pocas ecuaciones que describen el movimiento de los electrones dentro de una molécula. Sin embargo, los ordenadores convencionales son especialmente ineficientes para resolverlas, ya que siguen las leyes de la cuántica. El joven físico y matemático santanderino de 26 años, Javier Argüello, parece haber dado con una solución.

Como publica en un reciente artículo en la revista científica Nature, el investigador –junto a un equipo de científicos del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, CSIC y el Instituto de Óptica e Información Cuántica de Innsbruck- propone simular el comportamiento de estos electrones utilizando un sistema cuántico más accesible experimentalmente. Como comenta Argüello, «es una estrategia similar a la que seguían los arquitectos del pasado, quienes con pequeñas maquetas hechas con cuerdas y saquitos de arena podían estudiar la estructura de sus edificios sin necesidad de realizar cálculos complejos en un ordenador».

Como su problema es cuántico, su “maqueta” también necesita serlo, y el equipo propone usar como simulador, átomos a bajas temperaturas, que son miles de veces más grandes que los electrones y fácilmente manipulables en el laboratorio. Como explica Argüello, «utilizando la luz de un láser se puede controlar la manera en que estos átomos se mueven e interactúan entre sí cuando colisionan, lo que permite inducir el mismo comportamiento que el sistema a simular. Con esta estrategia se simulan ya hoy problemas cuánticos de materiales o altas energías, y su aplicación en química, donde los electrones se repelen entre sí a largas distancias y de una forma muy característica, se desconocía hasta ahora».

La solución que han encontrado ha sido convertir otra especie atómica en el “mensajero” que, viajando rápidamente de uno de los electrones simulados a otro, les informa de cómo de alejados están entre ellos. Según Argüello, «esto completa el último ingrediente que faltaba para encontrar un simulador capaz de afrontar problemas de química». El científico piensa en el futuro, «el siguiente paso es la realización experimental. Esperamos que en los próximos años puedan aparecer experimentos simplificados que utilicen esta estrategia para resolver algunos problemas químicos triviales, y que abran el camino a resolver, a más largo plazo, simulaciones algo más complejas. Esto permitiría comprender fenómenos químicos difíciles de describir con los cálculos tradicionales».

Javier Argüello Luengo obtuvo el año pasado una beca ”la Caixa” con la que actualmente cursa un doctorado en Fotónica en el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO). El santanderino fue uno de los 20 elegidos de entre 602 candidatos que se presentaron en la convocatoria 2018 y ha recibido una beca de la entidad con una duración máxima de tres años y una dotación económica de 115.500 euros.

Tras estudiar su primer año en la Universidad de Cantabria, Argüello es graduado en Física y en Matemáticas por la Universidad Complutense de Madrid y máster en Física Teórica por el Perimeter Institute de Física Teórica de Waterloo (Canadá). Ha completado su formación participando en diferentes proyectos de investigación en ámbitos tan diferentes como la biología del desarrollo, la información y transporte cuánticos o las redes tensoriales. Tras una estancia en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica (Alemania) en la que inició el trabajo recientemente publicado, desarrolla en Barcelona su doctorado centrado en la construcción de nuevas tecnologías cuánticas basadas en la interacción entre luz y materia.

Desde el inicio del Programa de Becas de ”la Caixa”, en el año 1982, la entidad ha destinado una inversión de 275 millones de euros a la formación de casi 5.000 estudiantes e investigadores en las mejores universidades y centros de investigación del mundo.

Para más información:

Publicación del paper en Nature:

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1614-4

David Laguillo

https://www.cantabriadiario.com

David Laguillo (Torrelavega, 1975) es un periodista, escritor y fotógrafo español. Desde hace años ha publicado en medios de comunicación de ámbito nacional y local, tanto en publicaciones generalistas como especializadas. Como fotógrafo también ha ilustrado libros y artículos periodísticos. Más información en https://www.davidlaguillo.com/biografia