Las fuerzas de Van der Waals

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Una pareja de átomos excitados, utilizada para medir fuerzas intramoleculares, podría resultar útil para la construcción de futuros ordenadores cuánticos.

El gueco se mantiene pegado a las superficies verticales lisas gracias a las propiedades de las fuerzas de Van der Waals. Un grupo de físicos de la Universidad del Sur de Paris y la Universidad de Lille ha realizado la primera medición directa de las fuerzas de Van der Waals. El procedimiento utilizado se describe en un artículo publicado en la revista Physical Review Letters. Dichas fuerzas, que pueden ser atractivas o repulsivas, se manifiestan entre átomos de la misma molécula o de moléculas diferentes, sin formación de enlace químico. Su origen se debe a la interacción electrostática entre las nubes de electrones y los núcleos de los átomos involucrados, que varía según el medio circundante y la presencia de átomos vecinos. Aunque muy débiles, las fuerzas de Van der Waals son fundamentales tanto a escala microscópica (en el plegamiento de las proteínas) como macroscópica (sus propiedades le permiten al gueco subir superficies verticales lisas). Hasta la fecha, estas interacciones solo se habían medido de forma indirecta (gracias, por ejemplo, a técnicas espectroscópicas), pues se manifiestan cuando los átomos o las moléculas están muy cerca y requieren un control de su posición que supera las actuales capacidades técnicas. Para superar este inconveniente, Lucas Béguin, de la Universidad del Sur de Paris, y sus colaboradores llevaron a cabo un experimento con dos átomos de Rydberg, los cuales presentan un electrón en un estado excitado y un tamaño superior al de átomos «normales», de manera que el alcance de sus interacciones de Van der Waals también sería mayor.

Los investigadores ubicaron así dos átomos de rubidio excitados a una distancia de unos pocos micrómetros y en el interior de una trampa óptica. Gracias a un haz láser pudieron moverlos libremente y medir las fuerzas de Van der Waals existentes entre ellos. En el curso del experimento, que confirmó la ley formulada en 1873 por el físico que dio nombre a dichas fuerzas (cuya intensidad disminuye con la sexta potencia de la distancia entre átomos o moléculas), también observaron que la evolución del estado cuántico de los dos átomos de Rydberg era coherente, e incluso idéntica, a la de puerto lógico de dos bits cuánticos (o qubits). Según Antoine Browaeys, de la Universidad del Sur de Paris, dicha propiedad «nunca se había observado en física atómica», por lo que el sistema formado por dos átomos de Rydberg que interactúan a través de las fuerzas de Van der Waals podría representar la clave tanto para la creación de puertos lógicos como para la construcción de ordenadores cuánticos. Más información en Physical Review Letters. Fuente: Le Scienze

Fuente Physical Review Letters. (2013). Las fuerzas de Van der Waals, al descubierto. Publicado en: Le Scienze. Recuperado de: http://www.investigacionyciencia.es/noticias/las-fuerzas-de-van-derwaals-al-descubierto-11314