De Pokémon a la física: mi viaje de perseverancia hacia la investigación
14 de febrero de 2024
Por: Samuel Márquez González
La investigación de Samuel Márquez González puede ayudar a aumentar la eficiencia de las células solares, dispositivos que convierten la luz solar en electricidad y se utilizan en paneles solares.
Crédito: NIST
Cuando era niño, amaba los videojuegos. Solía pasar horas jugándolos en mi vieja computadora y mi Nintendo DS. Mis padres limitaron mis horas para que pudiera concentrarme más en mis clases. Pero siempre encontré la manera de seguir jugando en secreto.
Me encantaba Pokémon. Cuando jugaba, quería saber cuánto poder tenía y cómo podía usar las matemáticas para eliminar a mis enemigos. Conociendo la fuerza de mis ataques y las defensas del enemigo, traté de calcular cuánto daño podía causar. Nunca pude predecir perfectamente la cantidad de daño, pero esta mentalidad me llevó a dedicarme a las matemáticas y a jugar con números.
El enfoque de mi infancia en los videojuegos me ayudó a llegar a donde estoy hoy: investigando en el NIST como parte del Programa de Experiencia de Investigación Profesional (PREP) .
Investigación ‘emocionante’
Mi proyecto de investigación en el NIST se centra en dispositivos conocidos como transistores, que amplifican la electricidad en nuestros aparatos electrónicos. Trabajo específicamente con transistores orgánicos, que están hechos de semiconductores a base de carbono. Básicamente, los semiconductores a base de carbono tienen el potencial de hacer que nuestros dispositivos electrónicos sean más eficientes energéticamente. Es un trabajo fascinante y complejo.
Estoy investigando un proceso que puede ocurrir en semiconductores orgánicos, conocido como fisión singlete. Antes de que podamos entender la fisión singlete, necesitamos conocer el personaje (o personajes) clave de nuestra historia: un excitón. Un excitón es un par de un electrón y un “hueco”, un lugar donde podría estar un electrón pero no está.
La fisión singlete ocurre cuando una molécula semiconductora orgánica absorbe luz. Durante el proceso, un excitón se convierte en dos excitones, pero los dos excitones sólo tienen la mitad de la energía del excitón original. Con el tiempo, estos excitones se descomponen en electrones y huecos individuales, convirtiéndose en parte de la corriente eléctrica.
Comprender la fisión singlete puede resultar útil para aumentar la eficiencia de las células solares , dispositivos que convierten la luz solar en electricidad y se utilizan en paneles solares. En las células solares, la fisión singlete puede ayudar a que la luz se convierta en electricidad con mayor eficiencia. La fisión singlete también puede ser útil para la computación cuántica y otras formas de información cuántica.
En mi proyecto, utilizamos un electroimán para cambiar la cantidad de excitones producidos durante la fisión singlete, lo que puede significar que se produce más energía. En el NIST, este proceso se ha utilizado recientemente para fabricar un dispositivo que mide campos magnéticos . Estamos trabajando para comprender mejor estos conceptos para aumentar el rendimiento de los transistores orgánicos.
Si tenemos éxito, podríamos hacer que las células solares sean más potentes o mejorar la computación cuántica. Entonces, ¡este campo es «emocionante» en más de un sentido!
Además de las interesantes oportunidades de investigación, he conocido a muchas personas inspiradoras en el NIST. En particular, mis mentoras, Katelyn Goetz y Emily Bittle, me han ofrecido una guía invaluable mientras navego por las etapas iniciales de mi carrera investigadora.
Física y perseverancia
Me mudé de mi casa en Venezuela a Brasil en 2016, cuando tenía 13 años. Me daba miedo comenzar una nueva vida en un lugar diferente, pero me adapté rápidamente.
Mi lengua materna, el español, y el idioma oficial de Brasil, el portugués, son muy similares. Entonces, fue fácil para mí aprender el idioma y adaptarme a la cultura brasileña.
El amor infantil de Samuel Márquez González por los videojuegos fomentó su amor por la ciencia.Crédito: NIST
En Brasil, tuve la oportunidad de conocer profesores increíbles en la escuela secundaria que me introdujeron en las matemáticas y la física. Recuerdo que, de la misma manera que jugaba con los números, comencé a jugar con la física después de la escuela. Solía inventar preguntas como: «¿Qué fuerza debe tener una fuerza para empujar un edificio de seis pisos alrededor del ecuador en 16 segundos?» Estas preguntas no tenían sentido, ¡pero fue divertido resolverlas!Luego me mudé con mi familia a Venezuela. En 2019 se produjo el “gran apagón” y gran parte del país se quedó sin electricidad durante semanas. Me fui con mi familia a Estados Unidos y nunca regresé. Siempre digo que este es el viaje más largo que he hecho.
Nos mudamos a Maryland porque mi hermana vivía aquí antes de que llegáramos. Empecé a estudiar en Montgomery College. Como el inglés no es mi lengua materna, primero tuve que tomar varios semestres de clases de inglés. Fueron complicados porque, a diferencia del portugués, el inglés es muy diferente al español. Sin embargo, estaba decidido a seguir avanzando. Después de completar esos semestres, decidí estudiar física porque eso es lo que me interesa desde que jugaba Pokémon.
En Montgomery College, pude trabajar para alcanzar mis objetivos profesionales. También me brindó la fantástica oportunidad de estar en NIST a través del programa PREP.
Al reflexionar sobre los momentos clave de mi vida, veo cómo varios países han influido profundamente en mi desarrollo. Venezuela marcó mi infancia y los videojuegos marcaron mi fascinación por los números. Brasil definió mi adolescencia, presentándome las maravillas de las matemáticas y la física durante mis años de escuela secundaria. Finalmente, Estados Unidos jugó un papel crucial en mi juventud, ofreciéndome oportunidades de crecimiento profesional y una carrera en investigación científica.
La perseverancia ha sido una gran parte de mi vida. Por ejemplo, cuando era adolescente, me interesé por todos los diferentes tipos de fitness. Mis padres siempre pensaron que no lo seguiría, pero lo hice. Pero ya sea ciencia o fitness, cuando me fijo una meta, la cumplo. No estoy seguro de dónde viene exactamente eso, pero es una cualidad útil cuando trabajas en ciencia.
Este valor innato ha sido especialmente beneficioso en mis actividades científicas, un campo que exige determinación y paciencia inquebrantables. Por ejemplo, nuestro proyecto requiere mucho análisis de datos. A menudo paso muchas horas en mi oficina debido a esto, lo que puede resultar tedioso. Intento tener la mayor paciencia posible para poder avanzar.
Mientras espero con ansias mi futuro en la física, estoy agradecido por mi viaje hasta ahora, lleno de videojuegos, movimientos inesperados y un montón de matemáticas y física.
Mirando hacia el futuro hacia una carrera científica
Como próximo paso, planeo transferirme a la Universidad de Maryland. También quiero buscar más oportunidades para avanzar en mi carrera investigadora.
Aunque actualmente estoy autorizado para trabajar en los EE. UU., espero algún día poder obtener la ciudadanía, lo que me permitiría convertirme en investigador permanente aquí en el NIST. (¡También pondría fin oficialmente a mi viaje más largo!)
La ciencia siempre avanza cada día, por lo que quiero aprovechar cualquier oportunidad que encuentre para adentrarme en este paisaje en constante evolución. Ya sea realizando investigaciones, asistiendo a seminarios, presentando artículos o contribuyendo a proyectos colaborativos, siempre estoy buscando oportunidades para aprender, crecer y contribuir al campo.
También me encantaría ver a más jóvenes como yo aprovechando oportunidades, como el programa PREP. Necesitamos más investigadores jóvenes para afrontar los desafíos científicos del mañana, y es importante seguir alentando e inspirando a la próxima generación para que forme parte de este viaje.
Samuel Márquez González
Samuel Márquez González es estudiante de PREP de Montgomery College en el Grupo de Espectroscopía a Nanoescala de la División de Caracterización de Dispositivos a Nanoescala. Su investigación en electrónica orgánica explora...
NIST – USA