Un equipo científico, con participación de la Universidad de Nueva York (NYU), la Universidad Estatal de Arizona, la Universidad de Cornell y la Universidad de Iowa, ha logrado un avance sin precedentes: visualizar los movimientos de nanopartículas con un nivel de detalle jamás antes alcanzado.
El secreto reside en la fusión de dos gigantes: la microscopía electrónica y la inteligencia artificial. Mientras la primera captura imágenes a resolución atómica, la segunda se encarga de eliminar el "ruido" que oscurecía la información crucial. "Las nanopartículas son clave en la industria farmacéutica, electrónica y energética, y entender su comportamiento es fundamental", explica Carlos Fernández-Granda, director del Centro de Ciencia de Datos de la NYU y uno de los autores del estudio publicado en Science.
Piensen en tratar de seguir el movimiento de luciérnagas en una noche oscura y lluviosa. Esa es la dificultad que enfrentaban los científicos al estudiar nanopartículas. La alta velocidad de sus transformaciones atómicas, combinada con la baja visibilidad, generaba imágenes extremadamente borrosas. Peter A. Crozier, profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Estatal de Arizona, lo describe así: "Necesitamos datos a alta velocidad para entender su funcionalidad, lo que resulta en mediciones extremadamente ruidosas."
La solución llegó gracias a una red neuronal profunda, un tipo de inteligencia artificial capaz de "limpiar" las imágenes de microscopía electrónica. Esta red, entrenada con una inmensa cantidad de datos, logra revelar la estructura atómica subyacente y sus cambios dinámicos. Este avance no solo permite observar con claridad los movimientos atómicos, sino que también proporciona nuevas herramientas estadísticas para analizar la complejidad de estos fenómenos.
Como explica David S. Matteson, profesor de la Universidad de Cornell, "la naturaleza de los cambios en las partículas es excepcionalmente diversa... entender estas dinámicas requiere nuevas herramientas estadísticas". Este estudio introduce una nueva estadística que usa análisis de datos topológicos para cuantificar la fluctuación y rastrear la estabilidad de las partículas a medida que transicionan entre estados ordenados y desordenados.
Este avance, con el poder combinado de la microscopía electrónica y la inteligencia artificial, abre nuevas puertas a la comprensión y manipulación de la materia a nivel atómico, prometiendo innovaciones disruptivas en diversas áreas de la ciencia y la tecnología.
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Xavier Rivera Martinez
el 07/03/2025 11:16 AM.
