Premio Nobel de Física
Gerardo Herrera Corral*
El premio Nobel de Física 2023 que se entregará el 10 de diciembre próximo será por el desarrollo de tecnología. Se otorga a quienes han hecho posible la generación de pulsos extremadamente cortos de luz.
Se reconoce, así, no a la adquisición de conocimiento fundamental, sino al desarrollo de instrumentos que pueden hacer posible el estudio de fenómenos atómicos.
Comparten el Premio Nobel en Física de este año Pierre Agostini (Universidad Estatal de Ohio), francés originario de Túnez; Anne L´Huillier (Universidad de Lund), también de origen francés, ahora nacionalizada sueca; y Ferenc Krausz (Instituto Max Planck de Óptica Cuántica y U. de Múnich), de origen húngaro y austriaco.
Durante la conferencia en que se anunció el galardón Anne L´Hullier tomó la llamada telefónica del secretario del comité Nobel, dejando por un momento al grupo de estudiantes a quienes imparte un curso de física. Conmovida, contestó algunas preguntas del público.
Los pulsos que han creado estos físicos son tan cortos que se miden en la escala de attosegundos. Para entender lo breve que es un periodo semejante el comité explicó que 1 attosegundo es a la duración de un latido de corazón ¡lo mismo que este periodo cardiaco es a la edad del Universo!
Un attosegundo es 0.000 000 000 000 000 001 segundos. Los pulsos con esta duración pueden ser usados para ver de manera estroboscópica el movimiento de las cosas con resolución inusitada. Se puede estudiar a los átomos reaccionando con otros para ver cómo ocurren los procesos químicos, pero también será útil como fuente de luz al momento de hacer imágenes, o como herramienta de corte muy limpio, porque siendo tan breve no alcanza a quemar los alrededores del material.
Con los pulsos de attosegundos será posible ver el movimiento de los electrones adentro de las moléculas. Esta es la promesa para la tecnología que ha logrado generar pulsos ultracortos.
En una reciente infografía publicada por Hamish Johnston/IO Publishing, se puede leer un cierto comportamiento del comité Nobel que parece considerar la importancia de diferentes líneas de investigación de manera equitativa.
Hay una dispersión más o menos uniforme en el reconocimiento por áreas de investigación en Física; si bien es también claro que la mecánica cuántica recibió varios premios Nobel en la etapa de su nacimiento y en fechas más recientes, después de un largo periodo en que los galardones fueron a otros campos. Por otro lado, la física clásica ha dejado de ser un tema visible para los jueces.
En once ocasiones el galardón se ha entregado en áreas de astronomía, astrofísica y cosmología, es el mismo número de ocasiones que el premio ha quedado en el área de física aplicada y/o mecánica cuántica. La física de materia condensada está entre los que más con 25 llamadas al pódium de la Academia.
La física atómica, molecular y óptica está representada en 17 ocasiones mientras que la física clásica es la menos convocada a la ceremonia con solo cinco veces y el mismo número de laureados.
Más frecuentemente aparece en Estocolmo la física de partículas elementales y física nuclear, con 36 ocasiones que involucran a 70 laureados. El premio Nobel de este año puede ubicarse como física aplicada o quizás también como puramente óptica.
Ya en 2018 se otorgó el premio Nobel a Gerardo Mourou, Donna Strickland y Arthur Ashkin por su método de generación de pulsos ultracortos y, específicamente, por el desarrollo de la técnica CPA (siglas en inglés: Chirp Pulse Amplification).
Antes, en 2005, se había reconocido con la presea Nobel al “peine de frecuencias ópticas”, también llamado “peine de luz”; se trata de una estructura de pulsos ultracortos, idénticos y espaciados en intervalos regulares, que se generan con láser.
En ese año, el premio Nobel fue para Theodor Haensch y John L. Hall. En 1999 el premio Nobel de Química fue para Ahmed H. Zewail por la aplicación de pulsos ultracortos en la observación de reacciones químicas, en lo que ahora se conoce como femto-química.
Ahora el comité vuelve a mirar en esa área de la física experimental con objetivos muy tecnológicos o instrumentales para la investigación. De tal manera que no es rara la presencia de los pulsos ultracortos entre los premios Nobel.
Las personas que recibirán el premio Nobel este año trabajan con láseres de alta potencia. Los hacen pasar por un gas estimulando los átomos para que emitan luz ultravioleta. En ciertas condiciones el arreglo acaba por generar pulsos muy concentrados y de muy corta duración.
Estudios detallados del espesor de la atmósfera de gases, como argón o neón, la densidad y presión a la que debe estar sujeto para optimizar la emisión de luz y la potencia e intensidad del láser, han sido cruciales para lograr pulsos que pueden ser usados en el laboratorio.
Además de obtener pulsos muy cortos, Anne L´Huillier ha impulsado el desarrollo de las aplicaciones que esto puede tener. En particular, se ha interesado por localizar electrones en moléculas a través de procesos de dispersión de luz.
El premio Nobel 2023 ha sido otorgado a científicos de un área de investigación y desarrollo que, si bien no es nueva, parece ir formando tendencia debido al potencial que tiene de desarrollar aplicaciones en la medicina, la industria y en la investigación misma.
