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Sábado , 18.08.2018 / 18:58 Hoy

Universidad Politécnica de Tulancingo

Efecto de los fenómenos cuánticos en la vida cotidiana

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La electrónica es una parte fundamental de la física que estudia el efecto del movimiento de electrones dentro de conductores, aislantes y semiconductores (materiales de los que están hechos todos los dispostivos electrónicos de estado sólido), así como el efecto de los campos electromagnéticos en los dispositivos y sistemas eléctricos/electrónicos.

Las aplicaciones de la electrónica pueden incidir en temas diversos como el diseño analógico, diseño digital, telecomunicciones, control, instrumentación o electrónica de potencia. En muchas ocaciones, parece no haber separación entre estas áreas, e incluso sí muchos puntos de coincicencia y complementariedad, como es el caso de un área común a todas ellas denominada Microelectrónica.

La Microelectrónica se encarga del diseño y puesta en marcha de los procesos de fabricación de dispositivos y sistemas integrados en un chip que surgen de las ideas de los diseñadores de sistemas electrónicos bajo ciertas reglas y condiciones, cuya aplicación depende en gran medida del proceso de fabricación y sus singularidades. Como ejemplo particular, en la electrónica de potencia se requieren procesos de fabricación diferentes a los utilizados en electrónica analógica o digital de pequeña señal, puesto que el énfasis de la fabricación radica en la capacidad de los dispositivos de soportar grandes voltajes y corrientes en el orden de miles de volts y amperes, respectivamente, a diferencia de los dispositivos electrónicos de pequeña señal cuyos voltajes y corrientes generalmente oscilan cuando mucho en el orden de unidades de volts y milésimas de amperes.

Pero en la antesala del diseño y fabricación de dispositivos está la física moderna, la teoría de estado sólido y la física de semiconductores que hacen una revisión de los procesos cuantomecánicos, es decir, aquellos fenómenos que suceden a dimensiones cercanas a las distancias interatómicas (en el orden de nanómetros o milmillonésimas de metro). Es interesante saber que a finales del siglo XIX, se pensaba que ya no había nada por descubrir en la física (clásica), de tal manera que los profesores desaconsejaban estudiar física puesto que ya todo se sabía y lo único que podría mejorarse era la forma y exactitud para hacer mediciones; sin embargo, con personajes como Werner Heisenberg, Max Planc, Max Born, Wolfgang Ernst Pauli, Niels Bohr, Louis-Victor de Broglie, Paul Dirac, Albert Einstein, y un extenso etcétera, se inició el entendimiento de estos procesos.

Es impresionante el hecho de saber que una consecuencia de la teoría cuántica en aplicaciones tecnológicas involucra al 30 por ciento del PIB de USA [1], lo cual confirma la necesidad de que el desarrollo científico y tecnológico no debe desatenderse en las políticas públicas. Actualmente, desde la supercomputadora más potente hasta el teléfono celular de gama más baja contienen cientos o miles de millones de transistores en un solo chip, resultado del entendimiento de los fenómenos asociados a la mecánica cuántica y a la miniaturización de dispositivos y sistemas electrónicos, sólo por mencionar un ejemplo.

En la Universidad Politécnica de Tulancingo, contamos con la Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones, impulsando la formación de recursos humanos en el desarrollo tecnológico de la industria electrónica, donde se enseña a los estudiantes a resolver problemas en las áreas de control, telecomunicaciones, diseño digital y analógico e incluso se sientan las bases para el estudio y aprovechamiento de las diferentes fuentes de energía renovable en el país. Incluyendo, por supuesto, el estudio del funcionamiento de los dispositivos semiconductores básicos, además de que se incentiva a los estudiantes a ivolucrarse en proyectos de investigación a través del estudio de posgrados dentro y fuera de la institución.

Referencias:

[1]. Autores varios (2016). Grandes ideas de la ciencia. USA: National Geographic.


DR. FELIPE COYOTL MIXCOATL
Profesor-Investigador Universidad Politécnica de Tulancingo

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