Aran Garcia-Lekue DIPCko Ikerbasque irakaslea eta nanoelektronikan aditua (Zornotza, Bizkaia, 1975) atomoen eta nanoeskalaren munduan murgilduta bizi da. Fisika kuantikoaren «edertasuna» eta «garrantzia» islatu nahi izan zituen bere Aldatu txipa, murgildu kuantikan! hitzaldian, begiekin ikus ez daitekeen zerbait agerian jarri. Garcia-Lekuek fisika kuantikoaren propietate nagusiak azaldu zituen, eta gaur egun propietate horiek erabiltzen dituzten gailuak aurkeztu. Gerora, hitzaldia pilula formatuan zabaltzeko asmoa dute, hezkuntza sisteman kuantikaren bidea zabaltzeko. Kutxak fundazioak eta DIPCk antolatutako Kuantikaz blai! jardunaldiaren barruan egin zen hitzaldia, maiatzaren 14an.
Noiz murgildu zinen fisika kuantikoan lehen aldiz?
Egia esan, beti aritu naiz fisika kuantikoaren inguruan lanean: mekanika kuantikoaren legeak erabiliz fisikan ikerketak egiten hasi nintzenetik, hain zuzen ere. Atomoak eta elektroiak ikertzen aritu naiz, eta horiek guztiak objektu kuantikoak dira, nanoeskalako objektuak, eta fisika kuantikoari dagozkio.
Fisika kuantikoa presente dago egunerokoan?
Bai, edonon ikus daiteke. Gaur egun erabiltzen ditugun gauza asko kuantikan oinarrituta daude, eta kuantikan oinarrituta dauden hainbat gailuz inguratuta gaude. GPSa, laserra eta erresonantzia magnetikoa, adibidez, horretan oinarrituta daude. Kuantikaren inguruko oinarrizko ezagutzarik gabe, horiek ez lirateke existituko. Ulertu beharreko gauza asko daude oraindik fisika kuantikoaren arloan, eta eskerrak; bestela, oso aspergarria izango litzateke.
Esan ohi da fisika kuantikoa bere bigarren iraultzan dagoela orain. Zergatik?
Kontua da lortu dugula denon artean teknologia kuantikoa asko aurreratzea, eta orain gai garela materia modu jakin batean kontrolatzeko. Horregatik esaten da orain guztiz murgilduta gaudela bigarren iraultza kuantikoan.
Aurten Zientzia eta Teknologia Kuantikoen Nazioarteko Urtea da. Zergatik 2025ean?
Orain dela ehun urte hasi zirelako gauza horiek pixka bat ulertzen, matematikoki formulatzen, eta orduan hasi zirelako mekanika kuantikoaren oinarriak ezartzen. 1925ean ezarri ziren mekanika kuantikoaren oinarriak. Orduan hasi zen jendea mekanika kuantikoa ulertzen, eta konturatu ziren gauzak oso txikiak baldin badira ezin direla soilik fisika klasikoaren bidez azaldu. Orain, lehen iraultza kuantikoa deitzen diogu horri, bigarrena ere badugu eta.
«Ulertu beharreko gauza asko daude oraindik fisika kuantikoaren arloan, eta eskerrak; bestela oso aspergarria izango litzateke»
Zergatik ezin dira fisika klasikoarekin soilik azaldu?
Fisika egunero erabiltzen dugu. Sagar bat zuhaitzetik erortzen bada, denok ulertzen dugu ez dela gorantz jausi, fisikak ez baitu hori esaten, eta oso barneratuta dugu. Baina fisika kuantikoa ez da hain argi ikusten eguneroko bizitzan, intuizioaren kontra egiten baitu, eta oso zaila da hori ulertzea.
Intuizioaren kontra egiten badu, nola ikertu fisika kuantikoa?
Kuantikaren hizkuntza naturala matematika da. Matematikaren bidez aztertu daitezke kuantikako fenomenoak. Hitzez azaltzea edo aurkeztea oso zaila da: matematikarekin askoz errazagoa da. Askotan esaten da kuantika ez dela ulertzen, baina hori gezurra da. Gauza asko ulertzen ditugu, baina ez gaude ohituta fenomeno horiek ikertzera. Horregatik, askotan metaforak erabili behar izaten ditugu kuantikari buruzko gauzak azaltzeko.
Zer metafora erabiltzen dituzu hitzaldietan?
Gainezarpena zer den azaltzeko, txanponaren adibidea erabiltzen dut, esate baterako. Txanpona airean botatzean leon-kastillo esaten da gehienetan, baina txanpona airean dagoenean ez da ez gauza bat ez bestea, baina, aldi berean, biak ere bai. Ezin duzu erabaki txanpona airean dagoen bitartean, bien arteko nahasketa bat baitago. Lurrera erortzen denean erabakitzen da. Objektu kuantikoekin antzera gertatzen da: behartzen ez dituzun bitartean, beti daude bi gainezarpen egoeraren artean. Matematikarekin harremana duen norbaitentzat ulergarria da hori, baina hitzez hori azaltzea nahiko abstraktua izan daiteke.
Kuantikaren inguruan txipa aldatu behar dela uste duzu?
Bai. Batzuetan, arrotzak egiten zaizkigun gauzei arraro begiratzen diegu. Behin ulertzen dugunean, beste modu batera begiratuko diegu. Badago kuantikaren edertasuna baloratzen duen jendea, oso polita eta bitxia delako; niretzat nahiko magikoa da, neurri batean. Kuantikak aukera ematen du naturaren askotariko legeak ulertzeko. Uste dut garrantzitsua dela arlo horretan lan egiten ez dutenek kuantikaren berezitasuna ulertzea.
Hori izan zen Kuantikaz blai! jardunaldien helburua?
Bai. Jendeak hobeto ulertu behar du zertan ari garen, zergatik egiten ditugun ikerketa lanak, eta ikusi ezkutuko fisika hori eguneroko bizimoduan guztiz integratuta dagoela. Hori gizarteratzea oso garrantzitsua da, eta saiatu ginen gauzak denok ulertzeko moduan azaltzen. Hitzaldiak prestatzen asko ikasten dut, gauzak sinpleago azaldu behar ditudanean ikusten baitut benetan ulertzen ditudan edo ez. Horrela ateratzen naiz mundu matematikotik, eta beste begirada batekin behatzen dut ikerlana.
«Teknologia hobetzen bada, ezagutzak eta zientziak aurrera egingo dute, gauzak hobeto ulertu ahal izango dira eta; aldi berean, zerbait hobeto ulertuz gero, modua izango da teknologia garatzeko»
Nanozientziaren eta kuantikaren garapena elkarrekin doaz?
Bai, lotuta daude, nire ikerlanean behintzat. Nanoeskalako materialak edo sistemak aztertzen ditut nik, haien elektroiek nola jokatzen duten ikertzeko. Nanozientzian ari garen batzuk saiatzen ari gara material berriak ikertzen edo bilatzen, horiek plataforma kuantiko moduan erabili ahal izateko; ordenagailu kuantikoetan erabiltzeko, hain zuzen ere. Nanomundua guztiz kuantikoa da, baina kuantika ez da bakarrik nanomundua: gehiago ere bada.
Mundu horretan, atomoak moldatzeko aukera dago?
Bai. Nire kasuan nanoeskala oso txikia da: ezin da begiekin ikusi. Adibidez, gure azazkalak nanometro bat luzatzen dira segundoko; ezinezkoa da hori begiekin ikustea. 1980ko hamarkadan tunel efektuko mikroskopioa sortu zen, eta hari esker izan ginen gai, lehen aldiz, atomoak banan-banan ikusteko eta manipulatzeko. Kuantikarik gabe ezingo litzateke garatu halako gailurik, eta ezingo genituzke atomoak ikusi eta manipulatu.
Kuantikak teknologia garatzen du, eta teknologiak kuantika, beraz?
Bai. Gailu batzuk kuantikan oinarrituta daude, eta horrek bide eman diote kuantikaren bigarren iraultzari, oraingo honi. Gailu horiek asko erabiltzen dira nire ikerketa arloan, dena simulazioekin eta ordenagailuekin egiten dugu eta. Teknologia kuantikoak aurrerapauso kualitatibo erraldoia eman du, eta orain gai gara lehen ezinezkoak ziren gauzak egiteko. Oso zirkulu itxia da: teknologia hobetzen bada, ezagutzak eta zientziak aurrera egingo dute, gauzak hobeto ulertu daitezke eta; aldi berean, zerbait hobeto ulertuz gero, modua izango da teknologia garatzeko.
Azken urteotan asko ikertu duzu grafenoari buruz, hau da, askotariko propietateak dituen karbonoa oinarri duen material bati buruz. Zer aurkitu duzu?
Azken hamar urteotan lan asko egin dut grafenoaren inguruan: haren nanoegituraren jokabidea, batez ere. Azken urteotan, ikusi dugu grafenoa erabilgarria izan daitekeela plataforma kuantiko gisa; manipulatu daiteke, eta Lego piezak balira bezala pilatu. Molekulak dira pieza horiek, eta, erreakzio kimikoen bitartez, elkarren artean lotzen hasten dira. Posible denez egitura horiek zehaztasunez eraikitzea, aukera dugu grafenoaren propietateak oso modu zehatzean aldatzeko; grafenoa magnetikoa izatea lor dezakegu, adibidez.
Zer duzu orain esku artean?
Ildo horretatik jarraitu nahi dugu, grafenoan gehiago sakondu. Ikusi dugunez magnetismoa lor dezakegula, horrelako sistemekin jarraitu nahi dugu, materiala manipulatzen. Ea zer lor dezakegun.
