El 'Laboratorio de trampas de iones' de Granada, un lugar único en España

Daniel Rodríguez, en el centro, con Manuel Jesús Gutiérrez, Fran Domínguez, Joaquín Berrocal y Raquel Álvarez, en el laboratorio de iones de la UGR /J. E. C.
Daniel Rodríguez, en el centro, con Manuel Jesús Gutiérrez, Fran Domínguez, Joaquín Berrocal y Raquel Álvarez, en el laboratorio de iones de la UGR / J. E. C.

En el sótano de la Facultad de Ciencias de la UGR se encuentra un peculiar rincón científico donde se visualiza un futuro de 'relojes ópticos' y 'computación cuántica'

José E. Cabrero
JOSÉ E. CABREROGranada

Hasta hace relativamente poco, en el sótano de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Granada no había nada. Cacharros y escombros. Ahora, al final del pasillo hay una puerta protegida por dos imponentes carteles que anuncian su contenido: 'Laboratorio de trampas de iones'. Para el común de los mortales, bastaría con leer 'trampas de iones' para comprender que no es algo habitual. Pero es que en el ámbito científico la afirmación se hace indiscutible: es el único laboratorio de España que realiza este tipo de experimentos. ¿De qué experimentos estamos hablando?«Mejorar la precisión en la medida de frecuencias ópticas de iones atrapados en el régimen cuántico». La respuesta del profesor Daniel Rodríguez, director del laboratorio, requiere de una explicación 'terrenal'. Por suerte, como profesor titular de la UGR en el departamento de Física Atómica Molecular y Nuclear, está acostumbrado.

Daniel Rodríguez lidera un equipo en el que trabajan tres doctorandos y una estudiante de máster: Manuel Jesús Gutiérrez, Fran Domínguez, Joaquín Berrocal y Raquel Álvarez. Ellos son, actualmente, los inquilinos del laboratorio. Subrayamos lo de 'actualmente' porque, desde que arrancara el proyecto, en 2012, se ha construido gracias mayormente al trabajo de alumnos egresados de la UGR. «Tenemos un potencial muy bueno», dice Rodríguez sobre sus estudiantes.

El equipo, junto al imán superconductor. (2) El profesor Daniel Rodríguez muestra una de las trampas de iones. (3) El interior de la trampa. / J. E. C.

El laboratorio es uno de los cuatro que hay en Granada distinguidos como 'laboratorio singular en tecnologías avanzadas'. Esto supone que, en los últimos seis años, suma una inversión de más de 3 millones de euros. Allí, rodeados de máquinas indescifrables y pantallas repletas de números, el asombro es inmediato. Las cifras también ayudan: los láseres que usan (hay diez, de diodo) cuestan, cada uno, como un Volkswagen Golf; y el imán superconductor, como un piso en el centro de Granada. En los últimos diez días, los miembros de este laboratorio tan especial han publicado sus primeros resultados de enfriamiento en campos magnéticos intensos y han sido, asegura el profesor, «muy positivos para intentar llegar en un futuro próximo al régimen cuántico en esta plataforma única».

La pregunta, a estas alturas, es obligada: ¿Qué son las trampas de iones? Un ión es una partícula cargada eléctricamente con un átomo o una molécula. Imaginen al ión como un punto con masa y carga eléctrica. Ese punto se ve afectado por las cuatro interacciones fundamentales de La Tierra, entre las que están la gravedad y la electromagnética. Las trampas buscan aislar al ión utilizando tecnologías que impidan que esas fuerzas de la naturaleza lo alteren. «Confinas al ión en el espacio y consigues dejarlo quieto, en vacío, en lo que se conoce como régimen cuántico», explica Rodríguez.

Y eso, ¿para qué sirve? Las aplicaciones más llamativas de las trampas de iones serían los relojes ópticos y la computación cuántica. Vayamos por partes. El tiempo en los distintos países se controla con relojes atómicos. Aquí, en España, tenemos un reloj atómico instalado en el Observatorio de la Armada en San Fernando. La frecuencia de esos relojes es muy alta, pero un reloj óptico mejora exponencialmente ese dato, lo que permitiría obtener una mayor precisión en la definición del tiempo. ¿En qué influye eso? Mejorar esa definición en un nanosegundo (milmillonésima parte de un segundo) al día puede ser muy importante, por ejemplo, en la navegación espacial, la geolocalización o en las operaciones bursátiles entre distintos países.

«En el futuro no vamos a tener ordenadores personales cuánticos, pero habrá procesos que para resolverlos con un ordenador normal tardarías una vida y con uno cuántico, un día»

La computación cuántica supone un avance en operaciones sofisticadas. Gracias a los iones atrapados, los ordenadores podrían pasar de 'trabajar' con bits (acrónimo de 'digito binario', en inglés. Es la capacidad de almacenamiento de una memoria digital. Básicamente, es la unidad que define los megas, gigas o teras de memoria que llevamos en nuestros móviles, discos duros y ordenadores, entre otras tecnologías) a 'bits cuánticos'. Un bit está formado por unos y ceros, solo dos opciones; mientras que un bit cuántico tiene infinitas posibilidades, lo que le permite almacenar mucha más información. La computación cuántica es fundamental para realizar operaciones de criptografía, factorización de números o comunicaciones seguras. «En el futuro no vamos a tener ordenadores personales cuánticos, pero habrá procesos que para resolverlos con un ordenador normal tardarías una vida y con uno cuántico, un día».

Granada e iones

La semana pasada, entre el 6 y el 8 de marzo, Daniel Rodríguez junto a laprofesora Rosario González-Férez (UGR) y el profesor Markus Hennrich (Universidad de Estocolmo) se encargaron de organizar un encuentro internacional que reunió a 65 investigadores de toda Europa dedicados a las trampas de iones. Una cita, en el Palacio de Congresos de Granada, que tenía una misión clara: establecer las estrategias a seguir para avanzar en los grandes proyectos del sector. «El encuentro fue un éxito en lo científico y en lo social», asegura el profesor.

Daniel Rodríguez

Es profesor titular en el Departamento de Física Atómica Molecular y Nuclear de la Universidad de Granada. Realizó su tesis en una de las instalaciones más importantes de Europa en Física Nuclear, en Alemania, donde investigó durante cinco años. Después se trasladó a Francia, para continuar su trabajo. En 2006 regresó a España con una beca 'Juan de la Cierva' de la Universidad de Huelva y, en 2009, tuvo la oportunidad de trasladarse a la UGR, donde obtuvo un contrato Ramón y Cajal y alcanzó la posición de profesor titular en 2012.