El estudio cuenta entre sus autores con la participación de Eufemio Moreno-Pineda y Concepción Molina-Jirón, del Departamento de Química-Física y del Grupo de Investigación de Materiales de la Facultad de Ciencias Naturales, Exactas y Tecnología de la UP
Publicado en Revista Hacia La Luz
Una investigación científica con la participación de investigadores de la Universidad de Panamá fue publicada en Nature Communications, una de las revistas científicas internacionales de referencia, con resultados que aportan nuevos elementos para comprender y controlar fenómenos cuánticos en materiales moleculares.
El artículo, titulado “Topological suppression of quantum tunnelling in a lanthanide single-ion molecular magnet”, fue publicado el 26 de junio de 2026 y estudia la manera en que determinadas propiedades topológicas pueden suprimir el denominado túnel cuántico de la magnetización, un fenómeno propio de los sistemas cuánticos.
La investigación cuenta entre sus autores con Eufemio Moreno-Pineda, del Departamento de Química-Física y del Grupo de Investigación de Materiales de la Facultad de Ciencias Naturales, Exactas y Tecnología de la Universidad de Panamá, y con Concepción Molina-Jirón, también vinculada a esta Facultad. Ambos participan en un equipo internacional integrado por científicos del Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Alemania, y de Northwestern University, Estados Unidos.
El trabajo se concentra en un imán molecular basado en gadolinio, específicamente en el sistema molecular [¹⁶⁰GdPc₂]⁻, y utiliza una combinación de técnicas de magnetoespectroscopía y resonancia paramagnética electrónica para estudiar su comportamiento.
Los investigadores sometieron cristales individuales a microondas bajo campos magnéticos transversales y lograron mapear el comportamiento del espín del sistema, cuyo valor es S = 7/2.
Las mediciones revelaron oscilaciones pronunciadas en la separación de los niveles asociados al túnel cuántico, un comportamiento que constituye una señal de interferencia de fase cuántica.
En términos sencillos, el estudio demuestra experimentalmente cómo diferentes trayectorias cuánticas pueden interferir entre sí hasta llegar a suprimir el túnel cuántico. Este efecto está relacionado con la llamada fase de Berry, una fase geométrica que adquiere un sistema cuántico cuando evoluciona bajo determinadas condiciones.
El artículo identifica además los llamados puntos diabólicos, estructuras singulares del espacio de parámetros en las que se encuentran superficies de energía. Estos puntos permiten comprender mejor la estructura topológica del sistema y ofrecen posibilidades para controlar externamente su dinámica mediante campos magnéticos transversales.
La relevancia del hallazgo trasciende la descripción de las propiedades de un material.
Los autores plantean que el control de estos fenómenos topológicos podría contribuir al desarrollo de estrategias para preservar la coherencia cuántica, uno de los principales desafíos de las tecnologías de computación cuántica.
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A diferencia de los sistemas convencionales, la información cuántica es particularmente vulnerable a perturbaciones del entorno. La investigación explora precisamente la posibilidad de aprovechar propiedades globales de la topología para hacer que determinadas operaciones cuánticas sean más resistentes a perturbaciones locales.
Los resultados, según los investigadores, abren una posible ruta hacia la computación cuántica holonómica, un enfoque en el que las operaciones y puertas cuánticas pueden implementarse mediante propiedades geométricas y topológicas del sistema.
No se trata, por tanto, de la creación inmediata de un nuevo computador cuántico, sino de un avance en la comprensión y control de los fenómenos físicos que podrían sustentar futuras arquitecturas de procesamiento cuántico.
Investigación panameña en ciencia de frontera
La publicación también constituye un indicador de la participación de investigadores de la Universidad de Panamá en proyectos internacionales vinculados con áreas de alta especialización científica.
De acuerdo con Nature Communications, Moreno-Pineda y Sagar Paul fueron los autores que contribuyeron de manera equitativa al trabajo. El artículo señala además que ambos participaron en el procesamiento de datos, las simulaciones y la elaboración del manuscrito.
La investigación se desarrolló en colaboración con el Karlsruhe Institute of Technology, institución alemana que cuenta con programas especializados en materiales cuánticos y nanotecnología.
El trabajo forma parte de las investigaciones del programa alemán “4f for Future”, dedicado al estudio de sistemas basados en elementos de tierras raras y sus potenciales aplicaciones en tecnologías futuras.
La publicación en Nature Communications coloca así una investigación con participación de la Universidad de Panamá dentro de una conversación científica internacional sobre materiales cuánticos, topología, magnetismo molecular y las tecnologías de información del futuro.
Referencia científica: Paul, S.; Moreno-Pineda, E.; Molina-Jirón, C. et al. Topological suppression of quantum tunnelling in a lanthanide single-ion molecular magnet. Nature Communications, 17, 5579 (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-74798-z.
