La UGR participa junto a la Universidad de Harvard y el University College London en una investigación sobre transferencia de energía en sistemas cuánticos

La profesora de la Universidad de Granada Rosario González Férez junto con el grupo del profesor Hossein R. Sadeghpour, del Instituto de Física Atómica Molecular y Óptica de la Universidad de Harvard, y el grupo experimental del profesor Stephen D. Hogan, de la University College London, han demostrado la transferencia de energía de forma resonante entre estados Rydberg del átomo de He y una molécula de amoniaco. Los resultados de esta colaboración teórica-experimental han sido publicados en la prestigiosa revista Physical Review Letters de la American Physical Society, considerada internacionalmente como una de las revistas científicas más importantes en Física, y que se caracteriza por tener un interés e impacto multidisciplinar de primer nivel.

Concretamente, este estudio combina la primera observación experimental de la transferencia de energía resonante entre una molécula polar y un átomo en un estado de Rydberg, es decir altamente excitado, mediada por la interacción dipolo-carga y la interpretación teórica de este fenómeno. Esta interpretación teórica, en la que ha participado la profesora González Férez, demuestra que este fenómeno cuántico requiere necesariamente una superposición espacial entre las funciones de onda del electrón Rydberg y de la molécula. La transferencia de energía observada implica una transición entre estados de paridad opuesta en la molécula, pero de estados Rydberg de paridad igual y momento angular orbital nulo en el átomo. Se trata del primer ejemplo experimental de intercambio de energía resonante monopolo-dipolo; transiciones similares solo se habían observado previamente en núcleos atómicos.

Los resultados de este trabajo suponen un gran paso para entender completamente las interacciones entre moléculas polares y átomos en estados Rydberg y facilita su control y manipulación. Estos resultados son muy útiles tanto para el control de reacciones químicas entre estas especies en el régimen frío y ultrafrío, como para el desarrollo de una amplia gama de tecnologías cuánticas. En este sentido, se podrán utilizar para crear sensores cuánticos y procesos de información cuántica de sistemas híbridos formados por átomos Rydberg y moléculas polares. En la actualidad, la investigadora granadina y sus colaboradores están en contacto con grupos experimentales, uno de ellos en la Universidad de Durham, para crear experimentalmente entrelazamiento cuántico en moléculas mediado por átomos Rydberg.