El frigorífico más pequeño del mundo

Cuando se trata de refrigeradores, el tamaño importa. ¿Quién no ha deseado, al menos una vez en su vida, un frigorífico mayor? Sin embargo, ¿quién puede decir que ha deseado tener una nevera en el extremo opuesto de la escala, es decir con el menor tamaño posible? Aunque podamos creer que la respuesta a esta última pregunta es "Nadie", ese inusual deseo de un frigorífico lo más pequeño posible es exactamente el que han perseguido unos expertos en mecánica cuántica de la Universidad de Bristol. 

El límite de miniaturización de una nevera no es una cuestión de ingeniería sino de las limitaciones fundamentales que la naturaleza puede imponer al tamaño de los refrigeradores. ¿Existe un mínimo de tamaño por debajo del cual un refrigerador considerable como tal no pueda hacer su trabajo?


El equipo de la Universidad de Bristol, integrado por Noah Linden, Sandu Popescu y Paul Skrzypczyk, ha descubierto que no hay un tamaño mínimo, salvo el de la propia estructura del frigorífico, y, utilizando la mecánica cuántica, ha diseñado lo que parece ser el refrigerador con la estructura más pequeña posible. Además es muy eficaz: puede enfriar hasta prácticamente el Cero Absoluto (273 grados centígrados bajo cero, la temperatura más fría que puede existir).



Este tipo de refrigerador está hecho de sólo tres sistemas cuánticos de dos niveles, los sistemas físicos más simples utilizables, conocidos como qubits. Dos de los qubits conforman el refrigerador propiamente dicho. Uno está sometido a un calor muy intenso y el otro a la temperatura ambiente de la sala. El tercer qubit es el objeto a enfriar. Además de la interacción de cada qubit con su entorno y más concretamente con la temperatura de éste, los qubits interactúan entre sí. A medida que el qubit caliente absorbe la energía de su entorno, eso hace que el qubit templado absorba la energía del tercer qubit, y así se logra enfriar a éste por debajo de la temperatura ambiente.


La motivación principal de esta investigación fue conocer mejor algunas de las limitaciones fundamentales de la Naturaleza, y no el desarrollo de un dispositivo con aplicaciones prácticas. Sin embargo, dado que a los aparatos de alta tecnología se les miniaturiza cada vez más, y de hecho ya nos estamos comenzando a adentrar en la era de la nanotecnología (que incluye conceptos tan revolucionarios como las computadoras cuánticas), el refrigerador más pequeño posible aún puede acabar encontrando aplicaciones prácticas en el futuro.