¡Prepárate para conocer el mundo cuántico!

Desde el año 2009, durante los meses de invierno, el Instituto de Física se abre a la comunidad en su tradicional ciclo de charlas Física para las Tardes de Invierno que, desde sus inicios, ha convocado en total a más de 20.000 personas en torno a los fenómenos y las preguntas que plantea esta disciplina, así como sus alcances y potenciales para la sociedad.
 
¿Cómo nació esta iniciativa? Como recuerda Rafael Benguria, profesor emérito del Instituto de Física y Premio Nacional de Ciencias Exactas de 2005: “Acercar la Física a las personas a través de este ciclo, fue la idea original del investigador Andres Gomberoff -profesor del departamento de Física entre el 2008 y 2010-. Juntos fuimos a solicitar el apoyo del Centro de Extensión y el Programa de Educación Continua de la UC. El primer ciclo consistió de 8 charlas que tuvieron lugar en el Aula Magna. Ya en esta versión participó una gran cantidad de público”.
 
Desde sus inicios las charlas han sido gratuitas y están dirigidas al público general, abordando temas actuales de la Física y, en muchos casos, centrándose en las preguntas que aún no se han logrado responder, mostrando cómo estas guían los avances científicos hacia las fronteras del conocimiento.    

“El ciclo tiene un público bastante fiel y estable, que consiste en estudiantes secundarios, alumnos universitarios, adultos y adultos mayores. Los charlistas han sido una mezcla de profesores, algunos del Instituto de Física y del Instituto de Astrofísica. También, han participado físicos de otras universidades chilenas, y en algunas ocasiones, profesores de fuera de Chile. Personalmente, agradezco mucho la posibilidad de haber podido participar dando numerosas charlas en este ciclo, ya que me encanta la divulgación”, agrega Rafael Benguria.

Un público creciente y diverso

La pandemia de Covid-19 marcó un hito importante, ya que se instauró el formato híbrido, que permitió potenciar el alcance de la iniciativa, llegando a todos los rincones de Chile y otros lugares del mundo. 
 
“Es una instancia única para encontrarnos con un público diverso, atender sus preguntas y acercar la ciencia a todos quienes tienen interés por conocer más sobre los misterios de la naturaleza”, expresa el profesor del Instituto de Física Jerónimo Maze.
 
“Para mí, la importancia del ciclo de charlas es doble. En primer lugar, es comunicar la ciencia que se realiza en nuestro instituto, en donde participan investigadores y estudiantes, a gente que quiere saber más y que por diversos motivos no ha podido conocer lo que les interesa. Y, en segundo lugar, me interesa conocer, a través de las preguntas de la gente, cómo ven la investigación que realizamos, sus puntos de vista y perspectivas de manera de enriquecer nuestro propio entendimiento”, añade este académico, quien participa en este ciclo desde 2011.

 Por su parte, el profesor del mismo Instituto Dardo Goyeneche, comenta que este ciclo es “una excelente instancia de difusión de la física de vanguardia que se está investigando en la UC y en el mundo, la cual tiene una importante participación de la comunidad. Recuerdo que en mi participación anterior había niños, estudiantes de colegio, adultos y adultos mayores. Todos con mucho interés en aprender sobre física”.

Arte y Ciencia

Desde sus comienzos, los afiches de las charlas han incluido obras artísticas, conectando a la ciencia y el arte, como dos formas creativas de explicar el mundo que nos rodea. 
 
El póster del primer ciclo es un detalle de la obra de arte "Fibonacho II", del artista plástico chileno Gonzalo Cienfuegos, mientras que los seis últimos han sido realizados por la ilustradora chilena Gertrudis Shaw. 
 
En este contexto, desde 2023 se ha montado una exposición fotográfica en el hall del auditorio, con imágenes propias de los académicos y estudiantes de postgrado del Instituto de Física, con el objetivo de reforzar la importancia y belleza de la investigación científica a través de imágenes, haciéndola así más accesible al público general.  

Ciencia y tecnología cuántica

Para la versión de 2025, el ciclo –que se realizará entre el jueves 7 de agosto y el jueves 4 de septiembre– trae una nueva propuesta: en el marco del Año Internacional de las Ciencias y Tecnologías Cuánticas, declarado por la UNESCO, las cinco charlas de Física para las Tardes de Invierno abordarán desde los orígenes de la mecánica cuántica, hasta el potencial de las tecnologías cuánticas de cambiar nuestras vidas y optimizar la forma en que resolvemos problemas complejos en ciencia y la industria.
 
“Las ciencias y tecnologías cuánticas están revolucionando nuestro mundo. Nos han permitido realizar medidas con una precisión sin precedentes y con aplicaciones en diversas disciplinas, desde detectar ondas gravitacionales hasta caracterizar el magnetismo a nivel nanoscópico”, expresa Jerónimo Maze.
 
Y agrega: “Por otra parte, las tecnologías cuánticas están impactando fuertemente el mundo de la información a través del desarrollo de la comunicación, criptografía y computación cuántica, poniendo en riesgo los actuales protocolos de encriptación y quién sabe qué otros aspectos de nuestra tecnología actual”.

 “Los temas de las charlas son siempre atrapantes y divertidos, y los expositores son investigadores de frontera de nuestra Universidad”, afirma Dardo Goyeneche y añade: “Las ciencias y tecnologías cuánticas de por sí son muy atractivas para el público. La palabra "cuántica" resuena por todos los medios, en las series y películas, y no siempre se entiende bien en donde termina la ciencia y comienza la ciencia ficción”.
 
El profesor Goyeneche va más allá, explicando que “esta área de investigación y sus consecuencias tecnológicas ya están cambiando al mundo, gracias a la capacidad de realizar mediciones ultra precisas con sensores cuánticos. Y en el futuro cercano, se espera contar con la transmisión de información 100% segura mediante protocolos de seguridad cuánticos, y con la ventaja de los computadores cuánticos frente a los tradicionales en la realización de cómputos”.

La programación

El profesor Jerónimo Maze inicia el ciclo, este 7 de agosto, con “Mecánica cuántica: espeluznante y controversial”. Como explica el académico, “mi charla revisa los principales acontecimientos históricos que dieron nacimiento a la mecánica cuántica. Ilustro el cambio de paradigma que significó aceptar las nuevas reglas de la mecánica para explicar el mundo atómico, y cómo estas remecieron los cimientos del conocimiento dando origen a un nuevo entendimiento de nuestro mundo. Finalmente, discuto cómo este nuevo entendimiento ha permitido un control de la materia y de la luz, nunca antes experimentado por la humanidad, para generar aplicaciones en información y metrología, en donde un creciente número de empresas de carácter tecnológico están participando activamente”.
 
La siguiente charla, el 14 de agosto, será “El magnetismo es cuántico”, con el profesor del Instituto de Física Roberto Rodríguez. Como pregunta el académico: “¿Cuál es la fuerza misteriosa que mantiene unidos a dos imanes? ¿cuál es el origen del magnetismo? A pesar de la omnipresencia del magnetismo a través de nuestra existencia, la lucha por comprender su naturaleza ha sido larga y tortuosa. Muchas teorías se quebraron al enfrentarse a la rigurosidad de los experimentos. Fue necesaria una revolución para desentrañar su misterio: la Revolución Cuántica. En esta charla les contaré cómo llegamos a desentrañar los misterios del magnetismo. Partiremos desde las primeras teorías hasta llegar a la maravilla del mundo cuántico”.

Luego, el jueves 21, seguirá “¿Qué puede enseñarnos Hansel y Gretel sobre computación cuántica?”, de Dardo Goyeneche. Como explica: “El entendimiento de los fenómenos cuánticos y su interpretación a través de la teoría de la mecánica cuántica generalmente es algo que hasta para los expertos se torna complejo. De hecho, el célebre científico Richard Feynman, Premio Nobel de Física en el año 1965, decía que "nadie entiende a la mecánica cuántica". La idea de esta charla es hacer un paralelo con cosas que uno conoce muy bien, como el cuento de Hansel y Gretel. Sorprendentemente, varios aspectos relevantes de la computación cuántica y sus aplicaciones en el mundo real pueden explicarse dentro del contexto de este cuento. Creo que esto ayudará a que el público se mantenga atento. Si logro que nadie se quede dormido, ¡será todo un éxito!”.

El ciclo continuará el jueves 28 de agosto con el también profesor del Instituto de Física Sergio Rica y su charla “Heisenberg 1925”, que aborda cómo el físico Werner Heisenberg, a principios de 1925, mientras se refugiaba en una isla para escapar de su alergia al polen, concibió las ideas que sentaron las bases de la mecánica cuántica. En un artículo fundamental publicado en julio de ese año, Heisenberg propuso un nuevo método para describir el comportamiento de los fenómenos atómicos. Su audaz idea consistió en representar las magnitudes observables de una partícula, como su posición y energía, no como trayectorias continuas, sino como arreglos infinitos de números (que más tarde se identificarían como matrices), que codificaban los saltos energéticos discretos de los electrones. Este trabajo fue crucial para resolver problemas cuánticos y marcó el inicio de la formulación de la mecánica cuántica matricial, un pilar fundamental de la física moderna. (Ver más información en el artículo “Heisenberg, 1925: El artículo mágico”)

La acrividad finalizará el 4 de septiembre con el tema “Sensores cuánticos: ¿para qué medir con tanta precisión?”, de Carla Hermann, profesora de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile.