Sergio Martín Domene ganador de un premio TFM de investigación en Comunicaciones Cuánticas

Sergio Martín Domene investigador del grupo de Aplicaciones del Láser y Fotónica y miembro del proyecto ERC Attostructura ha sido galardonado con el tercer premio dentro de la I Edición de los Premios a la Excelencia de Trabajos Fin de Máster de investigación en materia de Comunicaciones Cuánticas.

El certamen tiene como objetivo reconocer los Trabajos Fin de Máster presentados por el alumnado de la USAL en los años 2022 y 2023 para promover tanto la investigación científica y técnica como la transferencia del conocimiento.

El trabajo premiado lleva por título “Estudio de la dinámica de la magnetización excitada mediante pulsos láser estructurados».

Uno de los campos más activos actualmente en el panorama científico es la computación cuántica, hacia donde avanzan las comunicaciones del futuro. Si bien la teoría necesaria para la comprensión de la información y computación cuánticas se encuentra bastante avanzada, tecnológicamente sigue suponiendo un reto fabricar los dispositivos de soporte físico. En este sentido, existen diferentes formas de construir o materializar un sistema físico que sea capaz de almacenar una unidad de información cuántica, denominada qubit (bit cuántico). Algunas de estas propuestas se basan en los campos recientes de la espintrónica y la magnónica, es decir, el uso de sistemas magnéticos para permitir el almacenamiento y manipulación de datos. Entender a nivel fundamental cómo es el comportamiento de estos sistemas es crucial para seguir impulsando la investigación.

En este trabajo se realiza un estudio teórico a través de simulaciones numéricas, demostrando que es posible llevar a cabo un control ultrarrápido de la magnetización (descripción macroscópica de un conjunto de spines, una propiedad mecanocuántica) de un material ferromagnético de cientos de nanómetros de tamaño, gracias a la interacción de pulsos láser estructurados de unos pocos picosegundos de duración. El aspecto novedoso reside en que estos pulsos generados consisten en un campo magnético intenso circularmente polarizado y aislado del campo eléctrico, obtenido a partir de la fuerte focalización de dos haces vectoriales cilíndricos desfasados propagándose en direcciones perpendiculares. Por un lado, este esquema permite evitar las pérdidas por efecto Joule en la muestra magnética debido a las corrientes que se inducirían por la interacción con el campo eléctrico. Por otro lado, la interacción del campo de magnetización de la muestra con el campo magnético del campo óptico es mucho más directa, resultando en un efecto quiral y no lineal en la dinámica cuando el estado de polarización es circular.

Este premio se enmarca dentro del Plan Complementario en Comunicaciones Cuánticas, dentro del programa NextGeneration de la Unión Europea (PRTRC17.I1) que esta financiado por la Unión Europea, el Ministerio de Ciencia e Innovación, el Plan de Recuperacion Transformacion y Resiliencia y la Junta de Castilla y LEón a través de su programa Nos Impulsa.

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