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2022-07-31Para Danna Freedman, un callejón sin salida es una invitación

MIT |La profesora de química abraza los momentos más desafiantes de su trabajo para diseñar moléculas para la ciencia de la información cuántica.

Cuando se le preguntó una vez sobre la parte más difícil de su investigación, Danna Freedman no podía dejar de referirse a los obstáculos como oportunidades y a los desafíos como entusiasmo. “Cada vez que golpeamos una barrera, nos permite descubrir nueva ciencia”, le dijo a un entrevistador en la Universidad Northwestern en 2017, describiendo las dificultades encontradas en su investigación como uno de sus momentos más “gratificantes”.

Para Freedman, profesora de química FG Keyes del MIT, centrarse en un problema difícil parece ser su idea del nirvana. Actualmente, su grupo de investigación está utilizando la química inorgánica para crear moléculas para la ciencia de la información cuántica, generando una nueva clase de unidades cuánticas que pueden ajustarse fácilmente para la comunicación cuántica. Pero en un momento dado, su idea de un avance favorito es generalmente el desafío en cuestión.

“Me encanta el resultado más reciente, lo que me cuesta comprender y mejorar en un momento determinado”, dice Freedman.

Su determinación y entusiasmo por el problema sin resolver comenzaron cuando crecía en un pequeño pueblo en el norte del estado de Nueva York, donde desde el principio mostró un gran interés por la ciencia y las preguntas que los científicos intentan responder.

Freedman dice que sus padres “participaron pacientemente en horas de conversación sobre la mejor manera de dejar caer un huevo una cantidad arbitraria de historias sin romperlo”.

“Desafortunadamente, escuché que la caída del huevo bungee ya no es un evento de la Olimpiada de Ciencias”, bromea.

Refiriéndose a sus esfuerzos más recientes, Freedman dice que el diseño ascendente de moléculas de su laboratorio que pueden funcionar como qubits sintonizables, escalables, versátiles y robustos es un paso importante hacia la realización total de la detección y comunicación cuánticas. Tales operaciones cuánticas podrían descubrir nueva información sobre el mundo que nos rodea, detectar la materia oscura, conducir a la comprensión de los sistemas biológicos o ayudar a transmitir información a través de interfaces complejas y desordenadas en un estado cuántico.

“Hemos desarrollado un enfoque diferente para tal objetivo”, dice Freedman. “Hará falta un esfuerzo interdisciplinario largo y dedicado para hacer realidad estas ideas, y estoy increíblemente emocionado de que eso suceda”.

Una de las formas en que Freedman y su laboratorio trabajan en colaboración entre disciplinas es a través del Centro Nacional de Investigación de Ciencias de la Información Cuántica Q-NEXT, que está dirigido por el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. Con el apoyo de Q-NEXT y otros, Freedman y miembros de su equipo, así como investigadores de la Universidad de Chicago y la Universidad de Columbia, publicaron recientemente un artículo en el Journal of the American Chemical Society que demuestra que un grupo específico de qubits, en este caso Las moléculas diseñadas con un átomo central de cromo rodeado por cuatro moléculas de hidrocarburo podrían personalizarse para objetivos específicos dentro de la detección y comunicación cuánticas.

"Como parte de Q-NEXT y otros centros de investigación, estamos incorporando estas moléculas en el ecosistema cuántico más grande", dice Freedman, cuyo trabajo le ha valido muchos honores, incluidos los premios presidenciales de carrera temprana para científicos e ingenieros a través del Departamento de Defensa de EE. UU. y la Fundación Nacional de Ciencias.

El laboratorio de Freedman también trabaja aplicando una presión extrema, a veces comparable a las presiones en el núcleo de la Tierra, para sintetizar nuevos materiales. Su equipo está explorando uno de esos materiales, el primer compuesto binario de hierro y bismuto, por sus propiedades magnéticas y su potencial como superconductor, ambos aspectos que podrían tener amplias ramificaciones en áreas como la generación y el transporte de energía.

La ambición característica de Freedman también brilla en su enseñanza y tutoría. Ella dice que ayudar a los jóvenes investigadores a desarrollarse implica “brindarles una base para sobresalir y luego arrojarlos al fondo y pedirles que naden”. Pero si no tienen éxito, dice, entonces "la base no está ahí, y necesito trabajar más duro y probar diferentes enfoques para prepararlos".

Con su determinación de buscar desafíos nuevos y en expansión, Freedman llegó al MIT en 2021, después de mudarse de la Universidad Northwestern, donde era profesora de química. Ella dice que el potencial de colaboración en el MIT mejoró su motivación.

“Tengo alrededor de 10 años en mi carrera y, a medida que nuestra investigación se expande en nuevas direcciones, quería formar equipos que se extendieran más allá de mi propia investigación y que se conectaran en diferentes direcciones”, dice Freedman. “Cuando hablé con la facultad del MIT, cada idea que tenía se expandió y se volvió más alcanzable. Las visiones de los científicos e ingenieros del MIT me impulsan a tener mejores ideas y a ser un mejor científico”.

Ella dice que está “vigorizada por la cultura del Instituto. Sigo impresionado con la amabilidad, la dedicación y la cultura equitativa que he observado aquí. Me incumbe continuar mejorándolo, pero es un punto de partida fenomenal”.

Y desde ese punto de partida, proceder a pesar de los obstáculos es obvio. Su gran ímpetu hacia adelante quizás también se evidencie en su gran amor por caminar y correr, lo que intenta hacer todos los días.

“En Boston, he caminado por la mayoría de las líneas de tren”, dice, y agrega que también le gusta correr “desde Harvard Square por North Harvard Street hasta Coolidge Corner, hasta el embalse de Chestnut Hill y de vuelta por Commonwealth. Me gusta correr desde el MIT hasta el embalse de Chestnut Hill y viceversa... y en Belmont, correr por el sendero Minuteman".

"Mientras camino o corro", dice Freedman, "convierto los pensamientos existentes en oraciones coherentes, creo conversaciones y refino ideas".

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