La primera batería cuántica ya exisre y promete una carga casi instantanea
Hay quienes dicen que se puede extraer energía del vacío, así lo predice la mecánica cuántica. Ahora imagina que nunca más tuvieras que enchufar tu teléfono móvil o que tu coche eléctrico jamás necesitará parar a recargarse y que pudiéramos enviar sondas al espacio profundo alimentadas literalmente por el tejido mismo del universo, suena a ciencia ficción dura, pero una empresa desconocida con un CEO muy relevante acaba de anunciar que ha encapsulado el infinito en un microchip de 5 milímetros. Hoy vamos a adentrarnos en uno de los avances más alucinantes audaces y revolucionarios de nuestro siglo, hablamos de tecnología de estado sólido, capaz de extraer electricidad continua del vacío cuántico. no hay paneles solares no hay turbinas no hay reacciones químicas ni piezas móviles, solo la manipulación del espacio-tiempo a una escala tan minúscula que desafía el sentido común. Acaso estamos ante el fin de la era de las baterías y el nacimiento de los motores de curvatura. Acompáñame porque lo que vas a descubrir hoy va a cambiar tu forma de ver la realidad.
Para entender esta revolución tenemos que viajar en el tiempo hasta 1948 y hacernos la pregunta cómo es posible sacar energía de un lugar donde teóricamente no hay absolutamente nada. En los laboratorios de Philips, en Eindhoven Países Bajos, el físico teórico Hendrick Casimir estaba investigando algo que no tenía nada que ver con la energía infinita, los fluidos coloidales como la mayonesa o la pintura estudiaba por qué estas partículas se atraían usando la teoría de las fuerzas de Van der Waals, tras hablar con el legendario Niels Bohr, Casimir descubrió matemáticamente que si colocabas dos placas metálicas conductoras en un vacío perfecto separadas por una distancia minúscula digamos 100 nanómetros, mucho menos de lo que mide un glóbulo rojo, surgía una fuerza misteriosa que empujaba las placas la una contra la otra. En la física clásica, el vacío es la ausencia de todo, Si quitas el aire, la luz y el calor de una cámara blindada obtienes la nada absoluta, pero la física cuántica nos dice que el universo es mucho más ruidoso. A nivel subatómico, el vacío es un océano embravecido hirviendo constantemente de partículas virtuales, fotones que nacen y mueren en fracciones de segundo, es la llamada energía del Punto Cero. Al colocar esas dos placas tan juntas las ondas cuánticas más grandes simplemente no caben entre ellas, se crea una exclusión geométrica, esto significa, que fuera de las placas hay más caos y presión de fotones virtuales que dentro de ellas. Esa diferencia de presión empuja las placas hasta colapsarlas. Casimir lo teorizó en los 40, pero no fue hasta 1997, cuando el físico Steve Lamorou logró medirlo de forma concluyente, pero aquí había un problema monumental . Las placas de Casimir son como un muelle, una vez colapsan se acabó, la energía se ha gastado, para volver a extraer energía tendrías que gastar electricidad en separar las placas de nuevo, sería en el mejor de los casos, una batería pésima. Entonces, cómo ha logrado el doctor Harold Sony White un ex ingeniero de la NASA especializado en energía exótica, crear un generador de energía continua a partir de esto. Es aquí donde entra la empresa Casimir y su chip el micro Spark en lugar de tener placas móviles que se colapsan han fabricado a nivel nanométrico una estructura rígida en silicio. Imagina un atolón en el inmenso Océano Pacífico, fuera del atolón las horas golpean sin piedad con una energía caótica, pero dentro del atolón hay una laguna cristalina y totalmente mansa. Si estás en una tabla de padel surf en esa laguna ni te inmutas aunque el océano alrededor este furioso, el chip micros Park hace exactamente esto. Usando millones de microcavidades talladas en el chip establecen unas paredes fijas, fuera de ellas, el océano cuántico golpea furiosamente los átomos de la pared. En el centro de esa cavidad han colocado unos pilares microscópicos que no tocan las paredes, esos pilares son la mansa laguna y aquí es donde entra la genialidad del doctor Harold Sony White y su equipo que decidieron aprovechar el efecto túnel cuántico, el efecto túnel cuántico es un fenómeno fascinante donde una partícula subatómica como un electrón logra atravesar una barrera física o energética, que según la física clásica, le sería completamente imposible cruzar por falta de energía. En el extraño mundo cuántico, las partículas no son bolitas sólidas, sino que también se comportan más como burbujas, ya que son ondas de probabilidad cuando esta onda cuántica choca contra otra no rebota de golpe sino que penetra en ella y su amplitud va decayendo gradualmente, si la barrera es lo bastante delgada la onda no llega a desvanecerse del todo en el interior lo que significa que existe una probabilidad matemática real de que la partícula simplemente reaparezca al otro lado intacta. Es como crear una burbuja soplando agua con jabón, esto sucede fundamentalmente gracias a la naturaleza dual onda partícula
y al principio de incertidumbre de Heisenberg a esas escalas microscópicas el universo es probabilístico permitiendo que la partícula burle las paredes de su entorno por un instante fugaz y atraviese la materia como si fuera un fantasma gracias a este fenómeno los electrones excitados en las paredes atraviesan la barrera del vacío y saltan hacia la tranquilidad de los pilares centrales es un estado de mucha menor energía y aquí está la magia como los pilares están en un entorno cuántico protegido la probabilidad de que los electrones tengan la energía para saltar de vuelta a las paredes cae drásticamente esto crea lo que llaman un trinquete cuántico los electrones fluyen constantemente en una sola dirección y un flujo constante de electrones no es otra cosa que corriente eléctrica continua generada sin sol sin calor sin movimiento extraída de la vibración misma del universopero si esta tecnología ya existe en el laboratorio y está generando voltios y micro amperiosen nuestros teléfonos cómo se fabrican realmente estas maravillas tecnológicasfabricar el micro Spark no es como ensamblar un panel solar requiere las instalaciones de nanofabricación más limpias y avanzadas del mundo similares a las que usan tsmc o Intel para fabricar los procesadores de nuestros ordenadores actualmente estos chips se fabrican en obleas de sustrato de silicio altamente purificado se utilizan técnicas de fotolitografía de ultravioleta extremo o por sus siglas en inglés euv y grabados de iones reactivos para esculpir las cavidades y los pilares a escalas de nanómetros las paredes actúan como placas fijas de Casimir a menudo recubiertas de metales altamente conductores y precisos como el oro o aleaciones de platino para maximizar el flujo de electrones sin resistencia térmica el vacío que requieren para funcionar de manera óptima en la fase de prototipado se logra encapsulando el circuito al vacío a nivel del paquete del microchip el gran reto no es hacer que funcione ya funciona generando alrededor de 1,el reto es el escalado un chip actual tiene una sola capa de estas cavidadesun aparcamiento de supermercado al aire libre caben los coches que cabenmoderna ya domina el apilamiento tridimensional si en lugar de un parking plano construimos un garaje de aeropuerto de 20 o 50 plantasla energía en el mismo milímetro cuadrado si apilamos cientos de estas capas a nivel nanométrico pasamos de microvatios a miliwatiosde estos microchips en una placa de circuito impreso PCB del tamaño de una caja de zapatos podemos alcanzar niveles de vatios y teóricamente kilovatioscompañía Casimir para 2028 es comercializarlo a unos 100 dólares el vatio buscando bajar pronto a los 10 dólares o menos
si logramos este escalado económico las ventajas y aplicaciones son un cambio de paradigma para la civilización en primer lugar podría revolucionar el internet de las cosas y la medicina las primeras aplicaciones que veremos serán de un trabajo consumo sensores de presión de neumáticos etiquetas de rastreo como los air tags monitores de glucosa y lo más importante implantes médicos imagina un marcapasos que extrae su energía del espacio cuántico nunca más sabría que operar a un paciente a corazón abierto solo para cambiarle la pilaen segundo lugar podría hacer a tu smartphone inmortal con un ensamblaje híbrido de medio vatio integrado en tu móvil tendrías un cargador por goteo que funcionaría las 24 horas del díaseguiría cargando tu teléfono mientras duermes mientras lo llevas en el bolsillo o aunque estés en el fondo de una mina oscurae incluso podría ayudar a crear vehículos y casas independientes a medio plazo podríamos ver ladrillos de un kilovatio para coches eléctricos24 kilovatios hora diarios a la batería de tu vehículo de forma silenciosa e infinitade las personas los cables de recarga quedarían obsoletos las viviendas aisladas ya no dependerían de si ese día hace sol o vientolas baterías de litio a la basura tenemos que mirar la otra cara de la moneday peligros esconde jugar con el tejido de la realidadcomo ocurre con todo salto tecnológico masivo las promesas son altas pero los baches están garantizadosmantenernos realistasen primer lugar la disipación térmica y la fatiga de los materiales aunque los chips no tienen partes móviles mecánicas el constante bombardeo cuántico y el tránsito de electrones pueden generar micro resistenciasdesde silicio después de 10 añosrecibir electrones ininterrumpidamenteen segundo lugar la fabricación sin defectosuna impureza en el cristal de siliciode un nanómetro en la foto litografía puede destruir el efecto de laguna arruinando el trinquete cuánticoa nivel industrial produciendo millones deva a requerir una inversión económica de miles de millones de dólarescasualidad que científicos independientes aún se muestra incautos y esperen haber resultados reproducidos a gran escala antes de celebrarfísico de fondo algunos físicos de la comunidad de la materia condensada argumentan que este efecto no extrae energía del vacío per se sino que es simplemente una manifestación de la correlación de la polarización atómica microscópicacabezas de Van der vals para que lo visualices fácilmente imagina un átomo neutro clásicamente lo imaginamos como una esfera perfecta donde las cargaspero a nivel cuántico sus electrones no están quietos están zumbando y moviéndose como un enjambre de abejas frenético en un instante y perfugaz por pura probabilidad cuántica la mayoría de esas abejas pueden concentrarse de casualidad en un solo lado del átomoligeramente negativo y el lado opuesto ligeramente positivo el átomo se ha polarizado espontáneamenteun imán temporal que empuja o tira de los electrones del átomo vea polarizarse y creando una reacción en cadenamicroscópica de tirones y empujones fugaces entre átomos es la fuerza de Van der waalssegún esta facción de físicos la fuerza de Casimir no es el tejido del universo empujando las placas de nuestro microchipes simplemente la suma macroscópica de miles de millones de átomos en esas placas de metal atrayéndose entre sí a través de estas polarizaciones cuánticas momentáneassolo átomos interactuando y aquí está el gran dilema esta interpretación es muchísimo más restrictiva que el modelo de la teoría cuántica de campos que nos promete un océano infinito e inagotable de vacío cuántico si la energía realmente proviene de la reordenación magnética de los propios átomos del material las implacables leyes de la termodinámica entran en juegopunto de equilibrio energético en ese escenario los límites termodinámicos a largo plazo podrían ser un muro de hormigón insalvable haciendo físicamente imposible escalar esta tecnología para generar los gigavatios necesarios para alimentar ciudades o naves espacialessi te ha parecido que cargar un teléfono con energía del vacío es ciencia ficción prepárate porque esta tecnología tiene un efecto secundario que parece sacado de Star Trek Harold son iguales no lo olvidemos era el pionero en la investigación de motores de pliegue en el laboratorio Eagle works de la NASA el gran problema de las métricas de motores de curvatura propuestas en los años 90 por Miguel alcubierre es que requerían cantidades ingentes de materia exótica o masa negativa para comprimir el espacio-tiempo frente a la nave y expandirlo detrás algo que viola las leyes de la física clásicaniveles de energía de vacío negativasla vida divina donde se produce esa densidad de energía negativa exacto en el interior de una cavidad Casimir durante una simulaciones financiadas por DARPA para modelar este microchip de energía el equipo descubrió por accidente que la geometría de la distribución energética alrededor de uno de sus micropilares centrales tenía la forma de una lente al analizar esta estructura con variaciones a nanoescala como una esfera dentro de un anillo cilíndrico se dieron cuenta de que la firma de energía generada coincidía matemáticamente con los requisitos de la burbuja de curvatura de alcubierre han publicado un diseño teórico que permitiría a los físicos imprimir en 3D una burbuja war a escala nanométrica en un laboratorio disparar fotones a través de ella y medir por primera vez si la luz se curva y acelerano estamos hablando de enviar mañana mismo humanos a alfa centauricomo dice el propio doctor white usando una brillante metáfora esto es como la construcción de las grandes catedrales de la Edad Mediaquienes ponían los primeros cimientos sabían que nunca verían la catedral terminadasu trabajo no era poner el techo su trabajo era saber exactamente qué ladrillo colocar hoy para que la siguiente generación levantara las columnas y así ellos pudieran ver el trabajo ya terminadohoy estamos dominando el viaje al espacio con cohetes químicos reutilizables gigantescos pero para el viaje a través del espacio para llegar a Saturno o más allá necesitamos tecnologías disruptivas que no dependan de la combustióncompañía Casimir es el primer ladrillo de nuestra catedral estelar una demostración palpable de que el universo guarda secretos energéticos en la tela misma del espacio esperando a que tengamos la sutileza de recogerloscrees que veremos esta tecnología en nuestros móviles en 2028 o pasarán décadas antes de que logre escalar a niveles comerciales