El 'rayo congelador' láser podría cambiar el enfriamiento de los laboratorios de biología y los procesadores de computadoras

Cuando las personas descubren que escribes sobre ciencia, casi siempre comienzan a hacer preguntas. Una de las preguntas más comunes de todas: ¿Por qué la ciencia no puede darme un microondas inverso? O, ¿por qué es mucho más fácil calentar cosas que enfriarlas? La respuesta es que la entrada de energía a un sistema puede ser muy simple: simplemente explote la cosa con energía para que sus átomos comiencen a moverse, mientras quitar la energía requiere el proceso mucho más complejo de amortiguar específicamente cualquier movimiento atómico que ya exista. En la superficie, parece que nunca obtendremos ese microondas inverso, pero esta semana investigadores anunciaron un gran avance para la biología y quizás mucho más, en forma de láser que puede enfriar líquidos de manera eficiente.

Bueno, algunos líquidos. Esto no se puede usar para enfriar un paquete de seis cervezas (todavía), ya que para ser enfriado por este nuevo láser, el equipo de la Universidad de Washington tuvo que unir el líquido con nanocristales especialmente diseñados. Cuando se excitan con un tipo específico de luz infrarroja, estos nanocristales emiten un resplandor con un poco más de energía que la que absorbieron originalmente los cristales, y esa diferencia se absorbe del líquido circundante, enfriándolo. Al iluminar su líquido cristalino, el equipo puede hacer que irradie su energía térmica en forma de luz. Se ha probado un enfoque similar antes en el vacío, pero esta es la primera vez en condiciones del mundo real.



Este instrumento construido por los ingenieros de la Universidad de Washington (desde la izquierda) Peter Pauzauskie, Xuezhe Zhou, Bennett Smith, Matthew Crane y Paden Roder (sin imagen) utilizó luz láser infrarroja para refrigerar líquidos por primera vez. Dennis Wise / Universidad de Washington

Este instrumento construido por los ingenieros de la Universidad de Washington (desde la izquierda) Peter Pauzauskie, Xuezhe Zhou, Bennett Smith, Matthew Crane y Paden Roder (sin imagen) utilizó luz láser infrarroja para refrigerar líquidos por primera vez. Dennis Wise / Universidad de Washington



Su enfoque pudo enfriar específicamente la muestra en aproximadamente 36 grados Fahrenheit. Puede que no parezca mucho (no lo es), pero lo que distingue a este método es cuán localizados físicamente pueden estar sus efectos. El equipo también diseñó una 'trampa láser' que puede mantener una célula o partícula de interés en particular atrapada en un lugar, de modo que el líquido dentro de ese lugar se pueda enfriar con su nuevo refrigerador-láser. Al enfriar solo un punto dentro de un sistema más grande, el equipo espera otorgar nuevas habilidades enormemente importantes a los investigadores.

Láseres de enfriamientoEl primero de ellos es la capacidad de detener de forma rápida y precisa una sola celda en su lugar, o incluso de sub-secciones diminutas en frío dentro de esa celda. Podría usarse para enfriar neuronas individuales dentro de grupos funcionales para que el equipo pueda ver cómo se enruta la información alrededor del problema, pero aún así dejar esa neurona intacta para que eventualmente pueda volver a estar en línea. Podrían ajustar la cinética de una sola reacción para determinar el papel de ese paso en la cadena, o ralentizarlo para que la mecánica sea más fácil de observar.



El enfriamiento puntual también podría aplicarse de manera mucho más amplia, tal vez para enfriar áreas pequeñas de alta temperatura en los sistemas informáticos. El enfriamiento por láser probablemente no sería muy eficiente en términos de energía, pero también eliminaría la necesidad de sistemas circulatorios complejos dentro de los equipos enfriados por líquido; con enfriamiento por láser, puede simplemente estacionar una muestra de líquido cristalino en su procesador (o lo que sea) y mantenerlo enfriado a través de la entrada de luz IR. No necesitaría ventiladores ni generaría ruido.

Este es el tipo de avance que no será realmente emocionante durante varios meses después de la publicación, cuando otros investigadores no relacionados hayan tenido la oportunidad de ver el potencial e imaginar su función dentro de su propio campo. Si la tecnología se puede refinar para hacerla más eficiente y escalable, es casi seguro que encontrarán usos para ella que los inventores nunca imaginaron.

Cuando lo hagan, tenga la seguridad de que tendremos un artículo que le informará cómo funciona.



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