Max Schrauwen, un estudiante de RWTH Aachen, ha logrado un hito significativo en su carrera académica al publicar sus hallazgos de investigación en la prestigiosa revista Physical Review Letters. A sus 22 años, este joven investigador ha aportado una nueva perspectiva sobre la termodinámica aplicada a sistemas cuánticos.
Schrauwen, quien comenzó sus estudios de física en 2021 y actualmente se encuentra en el proceso de obtención de su máster, cimentó las bases de su trabajo durante su tesis de licenciatura. Para ello, pasó tres meses en la Universidad de Basilea bajo la supervisión del profesor Patrick Potts. “La investigación del grupo del profesor Potts me atrajo mucho, así que decidí contactarlo. Juntos ampliamos los resultados de mi tesis y los convertimos en el artículo que ahora ha sido aceptado para publicación”, explica Schrauwen. Esta experiencia no solo le inspiró sino que también lo motivó a considerar un futuro doctorado.
Nueva Perspectiva sobre la Termodinámica Cuántica
El estudio realizado por Schrauwen presenta un enfoque innovador hacia la termodinámica de sistemas cuánticos que interactúan con la luz. Este nuevo marco teórico sostiene que la luz emitida por estos sistemas puede contener energía útil además de simplemente representar calor residual. Los sistemas cuánticos, que interactúan con luz atrapada entre espejos formando una cavidad óptica, son fundamentales para muchas tecnologías modernas, desde láseres hasta plataformas para comunicación y computación cuántica.
A pesar de su relevancia, comprender cómo estos sistemas utilizan y convierten energía sigue siendo un desafío. En motores macroscópicos, existe una clara distinción entre trabajo (energía útil) y calor (energía desperdiciada). Sin embargo, en el ámbito cuántico, el enfoque tradicional considera toda la luz que sale de una cavidad como calor, incluso si esa luz es útil, como sucede con el output de un láser. La nueva metodología propuesta por Schrauwen diferencia entre la energía útil emitida —almacenada en la amplitud promedio de la luz— y aquella parte que se pierde debido a fluctuaciones aleatorias.
Implicaciones para el Futuro Cuántico
Estas definiciones termodinámicas refinadas permiten discutir de manera significativa sobre conversión energética y eficiencia dentro de las cavidades ópticas y sus redes interconectadas. Tal vez estas redes sean el fundamento del futuro internet cuántico. Los resultados obtenidos por Schrauwen representan un paso crucial hacia la comprensión de la termodinámica en estas tecnologías cuánticas emergentes.
Además del ámbito académico, Schrauwen destaca su deseo de completar parte de sus estudios en el extranjero: “Pude adquirir muchas experiencias nuevas en la Universidad de Basilea”. Fuera del laboratorio, comparte su pasión por el ciclismo: “El desafío físico del ciclismo me ayuda a equilibrar el esfuerzo mental que implica estudiar”.
La publicación titulada A Thermodynamic Framework for Coherently Driven Systems está disponible aquí.
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