Ciencia básica para pensar la tecnología del futuro

Más velocidad, mayor capacidad y nuevas funciones en estructuras cada vez más pequeñas. Esas son las características que se le exigen a los nuevos dispositivos tecnológicos. Desarrollar cada uno de los componentes que permiten que los celulares o computadoras sean más potentes requiere la implementación de múltiples conocimientos vinculados a la física. En ese complejo universo –fundamental para el desarrollo de la nanotecnología- trabajan investigadores del Instituto de Modelado e Innovación Tecnológica (IMIT, CONICET–UNNE), en la provincia de Corrientes.

Desde la década del ‘60, la miniaturización de los dispositivos electrónicos avanzó a pasos agigantados. Se estima que cada año se reduce a la mitad el tamaño de los circuitos electrónicos necesarios para la misma capacidad de cómputo. “Nuestro trabajo está orientado a satisfacer las necesidades de la miniaturización. Actualmente, usamos celulares que tienen la capacidad de lo que era una computadora hace 20 años”, explicó Rodolfo Romero, investigador adjunto del CONICET en el IMIT y responsable del grupo de Transporte Cuántico.

Los investigadores que integran este grupo se dedican a estudiar las propiedades que presentan los electrones cuando se desplazan en estructuras nanométricas. En las dimensiones tan reducidas –un nanómetro es la mil millonésima parte de un metro-, aparecen fenómenos nuevos, que no se ven a la escala macroscópica.

Para que la tecnología que utilizamos cotidianamente sea cada vez más poderosa, es indispensable que se coloquen más elementos, como chips o transistores, en pequeños espacios. “Cuando se confina un electrón a regiones muy pequeñas, aparecen fenómenos nuevos. El electrón deja de comportarse como si fuera una partícula cargada y empieza a comportarse como una onda. Entonces, ahí tenemos que hacer una descripción nueva”, detalló Romero, quien eligió radicarse en Corrientes para continuar con sus investigaciones, tras desarrollar estudios de postdoctorado en la Universidad de Helsinki, en Finlandia.

Las investigaciones que desarrolla este grupo de científicos pertenecen al ámbito de la mecánica cuántica, que es la rama de la física que describe lo microscópico del orden del tamaño atómico. “Hacemos ciencia básica, lo que no quiere decir que sea simple, sino que es la base de todo el desarrollo que viene después. En medicina, por ejemplo, cuando se presenta una vacuna, detrás de ella hay muchos años de trabajo. En nuestra disciplina pasa lo mismo: lo que estudiamos ahora permitirá desarrollar la tecnología que vamos a usar después de 2030”, señaló el investigador.

El trabajo cotidiano de un científico dedicado a las nanoestructuras requiere el estudio permanente de los experimentos que se están desarrollando en distintos lugares del mundo. “Es indispensable estar al día, leer los nuevos trabajos, conocer los formalismos teóricos, adaptarlos y así, poder proponer algo innovador. Es una tarea bastante demandante, pero nos permite lograr ensamblar todas las piezas de ese rompecabezas y hacer una propuesta original”, explicó.

Actualmente, el grupo de trabajo está compuesto por cuatro miembros que se desempeñan en Corrientes y un investigador que está desarrollando estudios de postdoctorado en el Centro Atómico Bariloche. Además del IMIT, en el país existen otros grupos de científicos que estudian el transporte en nanoestructuras. “En nuestro caso, nos dedicamos a lo teórico-computacional. Hacemos el cálculo y un poco de la teoría. La parte experimental requiere un equipamiento e instalaciones que son muy costosas y en Argentina actualmente existen solo 2 o 3 laboratorios con capacidad de fabricar estructuras a escala nanométrica”, indica Romero.

Los aportes teóricos desarrollados en el IMIT sirven de base para trabajos experimentales que se desarrollan en distintos lugares del mundo. “Algunos de nuestros artículos fueron tomados para probar ciertos efectos y fueron destacados por revistas internacionales. Uno de los casos con mayor repercusión fue el estudio de la transmisión de electrones a través de un interferómetro de dos brazos. Consistía en pasar electrones por dos ramas y recogerlos en el otro extremo. A través de esas dos ramas, pasa un campo magnético y al variarlo, se encontraban distintas respuestas. Lo que hicimos fue desarrollar el modelo que podía explicar ese tipo de comportamiento”, explicó.

Diego Acosta Coden, Alejandro Ferrón, Sergio Gomez y Rodolfo Romero son los investigadores que componen el grupo de Transporte Cuántico del IMIT. FOTO: CONICET Nordeste.

Más vocaciones científicas

Contar con recursos humanos con formación académica de excelencia es fundamental para poder empezar a pensar las nuevas tecnologías. Sin embargo, la cantidad de estudiantes que se inclinan cada año por disciplinas vinculadas a la nanotecnología podría no ser suficiente para mantener el impulso actual.

“Tanto las empresas como los usuarios están esperando que cada año la tecnología supere a la del año anterior, pero eso no ocurre mágicamente. Se necesita mano de obra altamente calificada para poder pensar esas nuevas tecnologías, para determinar de qué manera puedo conseguir, por ejemplo, tener más transistores en el mismo espacio. Mantener un ritmo de desarrollo que nos permita duplicar el número de componentes en una misma superficie cada año -que es lo que viene pasando hace 4 o 5 décadas- es todo un desafío. Para poder lograrlo será fundamental aumentar la cantidad de científicos que se dediquen a investigar estos fenómenos”, aseguró Romero.

Al respecto, el investigador admitió que existe un estancamiento y hasta una disminución en la cantidad de ingresos a carreras científicas. “Es un problema global, que también afecta a nuestro país y que se verifica en nuestra región del Nordeste, por lo que desde el sector científico y educativo estamos orientando esfuerzos para revertir esa tendencia, con actividades de divulgación, concursos de ciencia en la secundaria y otras iniciativas”, indicó.

Para el investigador, la vocación de un futuro físico se puede despertar en lo cotidiano, en el interés por los fenómenos que se ven diariamente. “Más allá del interés en las aplicaciones, es fundamental estar interesado en el funcionamiento de la naturaleza. Si vamos a mantener el desarrollo que está experimentado la tecnología, será indispensable que contemos con más vocaciones de ese tipo para trabajar en ciencia”, finalizó.