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Nueva estrategia revela la ‘complejidad química total’ de la decoherencia cuántica

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Nueva estrategia revela la ‘complejidad química total’ de la decoherencia cuántica

Investigadores de Rochester han presentado una estrategia para comprender cómo se pierde la coherencia cuántica de las moléculas en un disolvente con plena complejidad química. Los resultados abren la puerta a la modulación racional de la coherencia cuántica mediante el diseño químico y la funcionalización. Crédito: Anny Ostau De Lafont

Los resultados se pueden utilizar para diseñar moléculas con propiedades de coherencia cuántica adaptadas, sentando las bases químicas para las tecnologías cuánticas emergentes.

En la mecánica cuántica, las partículas pueden existir en múltiples estados al mismo tiempo, desafiando la lógica de las experiencias cotidianas. Esta propiedad, conocida como superposición cuántica, constituye la base de las tecnologías cuánticas emergentes que prometen transformar la informática, la comunicación y la detección. Pero las superposiciones cuánticas enfrentan un desafío importante: la decoherencia cuántica. Durante este proceso, la delicada superposición de estados cuánticos se rompe al interactuar con su entorno.

El desafío de la decoherencia cuántica

Para desbloquear el poder de la química y construir arquitecturas moleculares complejas para aplicaciones cuánticas prácticas, los científicos deben comprender y controlar la decoherencia cuántica para poder diseñar moléculas con propiedades de coherencia cuántica específicas. Para ello, debemos saber modificar racionalmente la estructura química de una molécula para modular o atenuar la decoherencia cuántica. Para ello, los científicos necesitan conocer la “densidad espectral”, la cantidad que resume qué tan rápido se mueve el entorno y con qué fuerza interactúa con el sistema cuántico.

Avance en la medición de la densidad espectral

Hasta ahora, cuantificar esta densidad espectral de una manera que refleje con precisión las complejidades de las moléculas ha permanecido fuera del alcance de la teoría y la experimentación. Pero un equipo de científicos ha desarrollado un método para extraer la densidad espectral de las moléculas en un disolvente mediante experimentos de resonancia Raman simples, un método que captura toda la complejidad de los entornos químicos. Dirigido por Ignacio Franco, profesor asociado de química y física de la Universidad de Rochester, el equipo publicó sus resultados en la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

Vinculando la estructura molecular a la decoherencia cuántica

Utilizando la densidad espectral extraída, es posible no sólo comprender la rapidez con la que se produce la decoherencia, sino también determinar qué parte del entorno químico es la principal responsable de ella. Como resultado, los científicos ahora pueden mapear vías de decoherencia para vincular la estructura molecular con la decoherencia cuántica.

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“La química se basa en la idea de que la estructura molecular determina las propiedades químicas y físicas de la materia. Este principio guía el diseño moderno de moléculas destinadas a aplicaciones médicas, agrícolas y energéticas. Con esta estrategia, finalmente podremos comenzar a desarrollar principios de diseño químico para tecnologías cuánticas emergentes”, afirma Ignacio Gustin, estudiante de posgrado en química en Rochester y primer autor del estudio.

Experimentos de resonancia Raman: una herramienta clave

El gran avance se produjo cuando el equipo reconoció que los experimentos de resonancia Raman proporcionaban toda la información necesaria para estudiar la decoherencia en toda su complejidad química. Estos experimentos se utilizan habitualmente para estudiar fotofísica y fotoquímica, pero no se ha apreciado su utilidad para la decoherencia cuántica. Los principales hallazgos surgieron de conversaciones con David McCamant, profesor asociado del Departamento de Química de Rochester y experto en espectroscopia Raman, y con Chang Woo Kim, ahora miembro del cuerpo docente de la Universidad Nacional de Chonnam en Corea y experto en decoherencia cuántica, mientras fue investigador postdoctoral en Rochester.

Estudio de caso: decoherencia de timina

El equipo utilizó su método para mostrar, por primera vez, cómo las superposiciones electrónicas en la timina, uno de los componentes básicos de ADN, se revela en sólo 30 femtosegundos (un femtosegundo es una millonésima de billonésima de segundo) después de absorber la luz ultravioleta. Descubrieron que unas pocas vibraciones en la molécula dominan las etapas iniciales del proceso de decoherencia, mientras que el disolvente domina las etapas posteriores. Además, descubrieron que las modificaciones químicas de la timina pueden cambiar significativamente la tasa de decoherencia, con interacciones de enlaces de hidrógeno cerca del anillo de timina que conducen a una decoherencia más rápida.

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Implicaciones y aplicaciones futuras

En última instancia, la investigación del equipo abre el camino para comprender los principios químicos que gobiernan la decoherencia cuántica. «Estamos entusiasmados de utilizar esta estrategia para comprender finalmente la decoherencia cuántica en moléculas con complejidad química completa y utilizarla para desarrollar moléculas con propiedades de coherencia sólidas», dice Franco.

Referencia: “Mapeo de vías de decoherencia electrónica en moléculas” por Ignacio Gustin, Chang Woo Kim, David W. McCamant e Ignacio Franco, 28 de noviembre de 2023, procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
DOI: 10.1073/pnas.2309987120

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (vídeo, fotos)

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (vídeo, fotos)

SpaceX puso en órbita otro lote de sus satélites de Internet Starlink desde la Costa Espacial de Florida esta tarde (30 de octubre).

Un cohete Falcon 9 coronado por 23 naves espaciales Starlink despegó de la estación espacial de Cabo Cañaveral hoy a las 17:10 EDT (21:10 GMT).

La primera etapa del Falcon 9 regresó a la Tierra para un aterrizaje vertical aproximadamente ocho minutos después del despegue, como estaba previsto. Aterrizó en el dron SpaceX “A Shortfall of Gravitas”, estacionado en el Océano Atlántico.

Un cohete SpaceX Falcon 9 lanza 23 satélites de Internet Starlink a órbita desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida, el 30 de octubre de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX)

Este fue el decimocuarto lanzamiento y aterrizaje de este propulsor en particular, según un Descripción de la misión SpaceX.

La etapa superior del Falcon 9 continuó su viaje hacia el cielo. Desplegará los 23 satélites Starlink en la órbita terrestre baja (LEO) aproximadamente 64 minutos después del despegue, si todo va según lo planeado.

Un cohete SpaceX Falcon 9 se encuentra en la cubierta de un barco en el mar poco después de poner en órbita 23 satélites de Internet Starlink desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida, el 30 de octubre de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX)
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La NASA anuncia 9 posibles lugares de alunizaje para la misión lunar Artemis 3

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La NASA anuncia 9 posibles lugares de alunizaje para la misión lunar Artemis 3

La NASA ha perfeccionado su lista de posibles lugares de aterrizaje cerca del polo sur de la Luna para su Misión Artemisa 3cuyo objetivo es devolver a los astronautas a la superficie lunar no antes de 2026.

Los nueve sitios preseleccionados, que fueron publicados por la NASA el lunes 28 de octubre, son geológicamente diversos y cada uno tiene el potencial de proporcionar nueva información sobre planetas rocososrecursos lunares y la historia de nuestra sistema solarsegún un declaración por la agencia.

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Mattel renueva sus espacios de trabajo a medida que los empleados regresan a la oficina

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Mattel renueva sus espacios de trabajo a medida que los empleados regresan a la oficina

Mattel, el fabricante de juguetes detrás de grandes marcas como Barbie y Hot Wheels, está modernizando sus propiedades inmobiliarias, trasladando sus estudios y su centro de diseño a nuevos hogares.

La compañía, con sede en El Segundo, planea trasladar sus estudios a un edificio recientemente renovado de 60,000 pies cuadrados para 2025. Mattel firmó un acuerdo de varios años para arrendar el espacio de oficinas en 831 S. Douglas St.

Mattel planea trasladar sus estudios a un edificio recientemente renovado de 60.000 pies cuadrados para 2025.

(Cortesía de Continental Development Corp.)

El edificio, ubicado cerca de la actual sede de Mattel en Continental Boulevard, incluye estudios que la compañía utilizará para tomar fotografías y videos para promocionar sus productos, así como un patio con fogatas, una parrilla y un área de cocina. El edificio está cerca de otros servicios, incluidos restaurantes, un club deportivo de alto nivel, hoteles y tiendas. Durante los últimos 30 años, Mattel ha alojado sus estudios en su campus, que incluye varios edificios.

La transacción inmobiliaria es parte de los esfuerzos de Mattel para renovar sus oficinas, ya que la compañía apunta a impulsar la productividad y la creatividad en el lugar de trabajo y al mismo tiempo atraer nuevos empleados. A medida que los trabajadores comienzan a regresar a la oficina después de la pandemia de COVID-19, las empresas están tratando de hacer que la oficina sea más atractiva para los empleados acostumbrados al trabajo remoto.

Espacios de trabajo dentro de un edificio de oficinas.

El interior de un edificio al que Mattel trasladará sus estudios para 2025. Mattel ha firmado un contrato de varios años para alquilar las oficinas en 831 S. Douglas St.

(Cortesía de Continental Development Corp.)

El edificio industrial, que forma parte del campus de Continental Park de Continental Development Corp., fue transformado recientemente para incluir un área de producción de estudio para satisfacer las necesidades creativas de Mattel.

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«Los empleadores han estado trabajando para darles a sus empleados razones para querer regresar a la oficina e interactuar con sus pares», dijo Bob Tarnofsky, vicepresidente ejecutivo de bienes raíces de Continental Development. «Las comodidades que ofrecen son muy superiores a las que normalmente veíamos antes de COVID». »

A medida que los empleadores reconsideran el futuro del trabajo, no es raro que las empresas firmen contratos de arrendamiento a más corto plazo, dijo Tarnofsky. Mattel, sin embargo, firmó un contrato de arrendamiento a largo plazo. Se negó a decir cuánto pagó Mattel por el contrato de arrendamiento y cuánto dura.

Una zona de terraza

Un patio con fogatas es parte de las comodidades del edificio.

(Cortesía de Continental Development Corp.)

Este año, Mattel también anunció que trasladaría su centro de diseño, ubicado en Mariposa Avenue durante más de tres décadas, a un edificio recientemente renovado en 2026. El centro, donde los empleados diseñan cabello, ropa y otras piezas de juguete, se ubicará en un espacio de oficinas de 167,767 pies cuadrados conocido como Grand + Nash en 2160 E. Grand Ave. Mattel compró el espacio por 59 millones de dólares a New York Life Insurance.

«Nos estamos embarcando en una importante modernización interior de nuestra sede en 333 Continental Boulevard, infundida con los mismos principios de diseño e inspirada en los esfuerzos de modernización de oficinas de Mattel en todo el mundo», David Traughber, vicepresidente senior de finanzas y director de Mattel. bienes raíces globales, dijo en un comunicado.

Los edificios que actualmente albergan el centro de diseño y operaciones de estudio de Mattel son instalaciones arrendadas que la compañía dejará libres.

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En diciembre de 2023, Mattel tenía aproximadamente 33.000 empleados en más de 35 países de todo el mundo, según el informe anual de la empresa. La empresa tiene aproximadamente 2000 empleados en El Segundo y ofrece a sus empleados un ambiente de trabajo híbrido.

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