Dinámica cuántica de sistemas atómicos y moleculares
Los átomos excitados hasta estados elevados de Rydberg fueron los protagonistas del proyecto DWBQS (Dynamics of weakly bound quantum systems), financiado por la Unión Europea, debido a sus propiedades cuánticas exclusivas. Las órbitas con un número cuántico principal elevado tienen dimensiones mucho mayores que el núcleo iónico restante, lo cual hace que los átomos de Rydberg sean muy grandes, reactivos y susceptibles a campos y colisiones. El estudio de los estados y sistemas de Rydberg ha sido el tema de un número creciente de experimentos destinados a arrojar luz sobre nuevas fases cuánticas y propiedades colectivas en sistemas de muchos cuerpos. Dentro del proyecto DWBQS, los científicos estudiaron los mecanismos de transferencia y disgregación en sistemas atómicos y moleculares excitados mediante el impacto de fotones y partículas. Utilizando campos de láser e induciendo colisiones entre iones, los científicos estudiaron el entrelazamiento cuántico, que Albert Einstein había llamado «acción fantasmagórica a distancia». El entrelazamiento cuántico es un fenómeno curioso que tiene lugar cuando dos partículas elementales permanecen conectadas de tal modo que una acción sobre una de ellas tiene un efecto correspondiente sobre la otra, independientemente de lo lejos que estén una de otra. Además, los científicos estudiaron un tipo especial de estado diatómico a larga distancia y proporcionaron información sobre la dinámica de los paquetes de ondas de Rydberg. La excitación desde el estado fundamental a una superposición coherente de estados elevados de Rydberg genera un paquete de ondas electrónicas. Se obtuvieron paquetes de ondas en sistemas autoionizantes (que emiten electrones espontáneamente) mediante un pulso de láser que inducía una perturbación. Los miembros del proyecto también estudiaron la respuesta de moléculas diatómicas en el estado fundamental a campos electromagnéticos intensos, rápidos y variables en el tiempo. Al analizar los datos experimentales, hallaron evidencias sólidas de procesos multielectrónicos que dan lugar a la generación de estados autoionizantes mediante colisiones de energías intermedias. Los desarrollos teóricos y las observaciones experimentales obtenidos por el proyecto DWBQS serán muy valiosos para entender los fenómenos que se utilizan para el procesamiento cuántico de información. En particular, los estudios sobre el entrelazamiento cuántico se beneficiarán de hipótesis enfocadas que proporcionan resultados bien definidos e interpretables.
Palabras clave
Dinámica cuántica, estados elevados de Rydberg, sistemas cuánticos, entrelazamiento cuántico, procesamiento cuántico de la información
