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Por qué estos científicos decidieron enfriar piezas de LEGO hasta llegar casi al cero absoluto

Ryan F. Mandelbaum
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Foto: Lancaster University

Un grupo de científicos decidió enfriar varias piezas de LEGO hasta casi alcanzar temperaturas de cero absoluto, y además algún día esperan incorporar materiales parecidos a las computadoras cuánticas.

Los objetos que transfieren el calor lentamente son componentes útiles para tecnologías que necesitan temperaturas muy bajas, como ocurre por ejemplo con las computadoras cuánticas. Otros plásticos industriales también transfieren calor lentamente, pero pueden ser muy caros en grandes cantidades. Los investigadores de la Universidad de Lancaster se preguntaron si las piezas de LEGO podrían ser una alternativa más barata y efectiva a otras opciones más caras.

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Los investigadores apilaron cuatro piezas de LEGO y las colocaron en su refrigerador de dilución, un dispositivo que mezcla isótopos de helio para generar temperaturas ultra frías (los isótopos son átomos con el mismo número de protones pero con un número diferente de neutrones). Engancharon la parte inferior de la pila de piezas a la cámara donde se mezclan los isótopos y colocaron un pequeño calentador y un termómetro en la pieza de LEGO de arriba. El experimento dejó expuestas las piezas de LEGO en un entorno con temperaturas entre 70 miliKelvin y 1,8 Kelvin —más frío que el vacío del espacio— según el artículo publicado en Scientific Reports. Cero Kelvin es la temperatura a la cual la materia no tiene calor, y equivale a -273,15 grados Celsius.

Después de calcular las propiedades térmicas de la pila de piezas de LEGO, los investigadores concluyeron que los LEGO eran un aislante eficaz a estas temperaturas tan bajas. Calentar la pieza de LEGO de la parte de arriba no provocó ningún cambio notable en la temperatura de la pieza inferior, según el paper. Al parecer, las piezas funcionaron mejor que los plásticos más caros del mercado.

Los investigadores plantearon la hipótesis de que la baja conductividad térmica de las piezas de LEGO tiene que ver con el comportamiento térmico del material de las piezas, el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), y con el mecanismo de sujeción de las piezas. La sujeción crea unos vacíos que minimizan el contacto físico entre las piezas, lo que ralentiza la capacidad del calor para viajar.

¿Y qué tiene que ver esto con las computadoras cuánticas? La computación cuántica tiene la capacidad de resolver ciertos problemas más rápido que las computadoras normales (en teoría). Pero las computadoras cuánticas que utilizan compañías como IBM o Google funcionan únicamente a temperaturas extremadamente frías. Cualquier calor adicional, proveniente de los componentes del dispositivo o del medio ambiente, puede destruir el comportamiento cuántico de las computadoras. Una pieza de LEGO no sería el primer material peculiar que acabe en una computadora cuántica. Por ejemplo, las propiedades térmicas del hilo dental lo hacen especialmente útil en los experimentos cuánticos para evitar que los cables se muevan.

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Pero no, los investigadores no se imaginan un futuro en el que las computadoras cuánticas incorporen piezas de LEGO a su arquitectura. En cambio, piensan que un material de ABS que combine el sistema de vacío de las piezas de LEGO podría ser un componente estructural útil para usar a bajas temperaturas. El ABS es ya un material popular en las impresoras 3D y es mucho más barato que otros plásticos industriales.

De todos modos, me encantaría ver una computadora cuántica de LEGO.

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