La ciencia resuelve un misterio de más de un siglo escondido en todos los chips de AMD, Intel y Nvidia
Un estudio científico desvela el misterio del efecto túnel en electrones, clave en chips de AMD, Intel y Nvidia, abriendo la puerta a una nueva generación tecnológica.
Un equipo internacional de físicos ha logrado resolver uno de los enigmas más antiguos de la mecánica cuántica: un fenómeno que, aunque invisible, está presente en prácticamente toda la tecnología moderna, el efecto túnel de los electrones.
Este avance afecta directamente a los chips fabricados por compañías como AMD, Intel y Nvidia, que son actualmente pilares de la informática. La investigación ha sido liderada por Dong Eon Kim, físico de POSTECH, en colaboración con el Instituto Max Planck en Alemania.
El estudio, publicado en Physical Review Letters, arroja luz sobre lo que ocurre exactamente cuando un electrón atraviesa una barrera de energía, algo que, según la física clásica, no debería ser posible.
El llamado túnel cuántico describe cómo partículas como los electrones pueden atravesar obstáculos energéticos aparentemente infranqueables. Este fenómeno es clave en el funcionamiento de los semiconductores, presentes en ordenadores, teléfonos móviles y otros dispositivos electrónicos.
Además, también juega un papel importante en procesos como la fusión nuclear. Hasta ahora, los científicos comprendían lo que sucedía antes y después de este proceso, pero no lo que ocurría durante el paso del electrón a través de la barrera.
Para investigarlo, el equipo utilizó pulsos láser extremadamente potentes con los que logró empujar electrones a este estado de túnel.
El hallazgo ha sido sorprendente, ya que los electrones no simplemente atraviesan la barrera, sino que interactúan con el núcleo atómico incluso mientras están dentro de ella. Este fenómeno ha sido denominado recolisión bajo la barrera.
Se trata de una idea que rompe con décadas de teoría, que sostenía que esa interacción solo ocurría después de salir del túnel. Además, el estudio se centró en el llamado túnel no adiabático en campos intensos, desvelando comportamientos que los modelos anteriores no podían explicar. Destacan las resonancias de Freeman, que resultaron ser más influyentes de lo esperado.
Por otra parte, los experimentos confirmaron las predicciones del nuevo modelo, mostrando que los electrones pueden ganar energía dentro de la barrera y colisionar de nuevo con el núcleo, incrementando significativamente los niveles de ionización.
Según el profesor Kim, este descubrimiento permite entender y controlar el comportamiento de los electrones con una precisión sin precedentes.
Las implicaciones son enormes: desde el desarrollo de chips más rápidos y eficientes hasta avances en computación cuántica y láseres ultrarrápidos. Comprender este fenómeno podría marcar el inicio de una nueva era tecnológica, en la que los límites actuales de la electrónica comiencen a quedarse atrás.