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Física aplicada · Chile

Cuando la luz reemplaza
al transistor

Investigadores chilenos descubren cómo atrapar, dirigir y estabilizar ondas lumínicas en materiales artificiales — tres avances que podrían redefinir la computación y las energías renovables.

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01 — El punto de partida

La crisis física del silicio

Los chips de silicio llevan décadas duplicando su potencia cada dos años, pero ese ritmo está llegando a su límite físico. La alternativa que más entusiasma a la comunidad científica global es reemplazar los electrones por fotones: usar luz en lugar de electricidad para procesar información.

Un equipo de la Universidad de Chile acaba de dar tres pasos concretos en esa dirección en el marco del proyecto Fondecyt Bound states in the continuum and hermitian and non-hermitian disordered lattices.

Investigador Principal

Mario Molina Gálvez

Depto. de Física, Fac. de Ciencias, U. de Chile

Financiamiento & Época

Proyecto Fondecyt

Publicado en Marzo 2026

La física de materiales tiene un problema clásico: la energía siempre tiende a dispersarse. Una señal que viaja por un cable se atenúa; la luz que pasa por un cristal se difumina. Sin embargo, diseñando las redes con suficiente inteligencia, este principio puede desafiarse.

02 — Primer Avance

Atrapar energía sin construir ninguna jaula

El primer hallazgo desafía la intuición: es posible confinar energía en un punto del espacio sin rodearla de barreras materiales. La clave está en la interferencia.

Cuando una red se diseña para que las ondas se cancelen entre sí hacia afuera y se refuercen hacia adentro, la energía queda atrapada por su propia dinámica interna. Este fenómeno se conoce como estado ligado en el continuo (Bound State in the Continuum).

Imagínate tirar varias piedras a un estanque de tal manera que las olas que producen se anulen mutuamente por fuera, pero en el centro formen una ola perfecta que se quede oscilando sola indefinidamente, sin necesidad de paredes que la contengan.

"Este avance podría permitirnos crear filtros eléctricos ultraprecisos capaces de bloquear o permitir el paso de energías específicas con solo ajustar el espaciado entre las componentes de la red."

— Mario Molina Gálvez, U. de Chile

El resultado práctico más inmediato apunta a filtros eléctricos de altísima selectividad: circuitos capaces de bloquear o dejar pasar frecuencias específicas con un grado de control sin precedentes en la electrónica actual.

03 — Segundo Avance

Estabilizar la luz en sistemas que ganan y pierden energía a la vez

El segundo avance entra en un territorio más contraintuitivo todavía: los sistemas que simultáneamente absorben y amplifican energía. En principio, ese intercambio constante vuelve caótico el comportamiento de cualquier onda.

Pero bajo ciertas condiciones muy específicas, las pérdidas y las ganancias se equilibran perfectamente, y el sistema alcanza una estabilidad que en condiciones normales sería imposible. Este equilibrio se llama simetría PT (paridad e inversión temporal).

"El objetivo es controlar el transporte de luz para sentar las bases de computadores ópticos, capaces de procesar información mucho más rápido que los actuales."

— Mario Molina Gálvez

La computación óptica no es ciencia ficción: los fotones pueden viajar a la velocidad de la luz, no generan calor residual de la misma forma que los electrones y pueden transportar múltiples señales en paralelo a través de distintas frecuencias. Lo que faltaba eran los principios físicos para guiarlos con fiabilidad, algo que este trabajo aporta directamente.

04 — Tercer Avance

Cuando el desorden no es un obstáculo sino una ruta

El tercer hallazgo aborda un problema conocido de la física de materiales: la localización de Anderson. En sistemas desordenados —materiales que no tienen una estructura cristalina perfecta— las ondas tienden a quedar atrapadas localmente y no pueden propagarse, lo cual limita el rendimiento de dispositivos como los paneles solares.

Sin embargo, el equipo descubrió que si ese desorden posee una correlación interna (un orden oculto dentro del caos), las señales pueden encontrar caminos para propagarse con fluidez.

"Podríamos propagar señales a distancia en ciertos sistemas desordenados, lo que podría servir para optimizar el funcionamiento de láseres aleatorios o mejorar el rendimiento de dispositivos de energías renovables."

— Mario Molina Gálvez
05 — Aplicaciones

¿Dónde impactará esta tecnología en el futuro?

Aunque estamos en la etapa de física fundamental (entender los principios antes de construir dispositivos), las aplicaciones potenciales a mediano y largo plazo son gigantescas:

  • Filtros eléctricos de alta precisión: Telecomunicaciones de siguiente generación y electrónica de señal avanzada.
  • Redes ópticas microscópicas: Base física para procesadores y computadores que realicen operaciones matemáticas usando luz.
  • Láseres de nueva generación: Dispositivos ópticos industriales y de laboratorio con mejor coherencia y eficiencia energética.
  • Celdas fotovoltaicas de alta eficiencia: Aprovechamiento de materiales de menor costo y con imperfecciones estructurales sin perder conductividad.
  • Láseres aleatorios: Dispositivos para aplicaciones biomédicas complejas e investigación avanzada de materiales.
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Cuando la luz reemplaza al transistor
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06 — Conclusiones

El valor de la investigación básica

Las tecnologías que transforman industrias enteras suelen nacer así: un laboratorio, un proyecto de financiamiento público y preguntas que parecen abstractas hasta que dejan de serlo.

Lo notable del trabajo del equipo chileno es que abarca tres frentes distintos de un mismo problema central —cómo doblegar el comportamiento de las ondas a voluntad— y en los tres encuentra respuestas que no estaban en los libros. Eso, en física, es lo que se llama avanzar.

FÍSICA CUÁNTICACOMPUTACIÓN ÓPTICAFONDECYT
Fuente: U. de Chile