Circuitos integrados que contienen todos nuestros dispositivos electrónicos, paneles solares, máquinas de resonancia magnética, láseres o relojes atómicos que permiten al ser humano medir el tiempo con precisión sin precedentes no sería posible sin el conocimiento que nos ha dado Teoría cuántica moderna. Y, por supuesto, sin este modelo tampoco tendríamos computadoras cuánticas. Objetivamente, y no es en absoluto una exageración, la física cuántica está presente en gran parte de la tecnología moderna.
Durante los últimos cinco años, varios grupos de investigación, como la Universidad de Investigación de PSL (Universidad de Recherche Paris Sciences et lettres), que reside en París (Francia), o el de la Universidad de Pisa, en Italia, han tratado de usar los principios básicos de la mecánica cuántica para apuntar Una nueva generación de baterías. Y los resultados se están volviendo poco a poco. Este es su punto de partida: persiguen usar superposición, enredos y superabsorción para derribar las limitaciones que las baterías electroquímicas imponen actualmente.
El almacenamiento cuántico de energía es un ideal que está cada vez más cerca
La principal diferencia entre las baterías cuánticas y los electroquímicos convencionales es que estos últimos dependen de las reacciones químicas, mientras que los dispositivos cuánticos buscan almacenar energía en los estados cuánticos de algunas partículas, como, por ejemplo, fotones. Parece complicado, y lo es, pero lo realmente importante para los usuarios es que las baterías cuánticas en el papel se pueden cargar casi instantáneamente, tendrán una densidad de energía mucho mayor y, además, su degradación será mínima a medida que pasen los ciclos de carga.
Las baterías cuánticas pueden almacenar energía en una superposición de múltiples estados de energía simultáneamente
Suena maravilloso. Tanto, de hecho, eso parece ciencia ficción. Sin embargo, es muy importante que, como acabamos de ver, no pasemos por alto que su principio de operación sea, si finalmente llegan a buen término, muy diferente al de las baterías electroquímicas convencionales. Las propuestas teóricas existentes argumentan que las baterías cuánticas Pueden almacenar energía en una superposición de múltiples estados de energía simultáneamente, lo que debería permitirles ofrecer una densidad de energía mucho mayor.
Además, su carga teórica será mucho más rápida, incluso casi instantánea, debido a los efectos cuánticos colectivos de las unidades cuánticas que las inventan. Lo más sorprendente en este campo es que cuanto mayor sea la capacidad de la batería cuántica, más rápido se cargará. Es una característica intuitiva, es cierto, pero es posible precisamente gracias a los efectos cuánticos colectivos de los que acabo de hablar. Sin embargo, esto no es todo. Y es que en el papel la degradación que experimentarán estas baterías durante la transferencia de energía serán mínimas, por lo que su vida útil será mucho mayor que la de las baterías convencionales. Quizás, incluso, casi eterno si lo comparamos con la longevidad del ser humano.
Hasta ahora, todo el trabajo que los investigadores habían llevado a cabo en esta área se habían condensado en modelos puramente teóricos, pero este panorama acaba de cambiar. Y es que varios científicos de las universidades que he mencionado en el segundo párrafo de este texto han publicado un artículo muy interesante en el que proponen Cómo hacer una batería cuántica. Su idea es usar circuitos superconductores producidos con materiales que exhiben esencialmente cero resistencia a bajas temperaturas. Todavía no han fabricado nada, por lo que es evidente que el trabajo más duro, lo experimental, aún está pendiente. Pero no hay duda de que esta propuesta nos invita a vincular el futuro de las baterías cuánticas con un optimismo razonable.
Imagen | Generado por con Géminis
Más información | Phys.org
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