La Real Academia Sueca de las Ciencias ha decidido conceder el Premio Nobel de Física 2023 a los físicos Pierre Agostini de la Universidad Estatal de Ohio, Ferenc Krausz del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica y Anne L’Huiller de la Universidad de Lund, por sus experimentos con luz que han proporcionado nuevas herramientas para explorar el mundo de los electrones dentro de los átomos y las moléculas.
En concreto, estos científicos han demostrado una forma de crear pulsos de luz extremadamente cortos (attosegundos) que se pueden utilizar para medir los rápidos procesos en los que los electrones se mueven y cambian de energía.
Es curioso cómo, en nuestra percepción, los eventos de alta velocidad se mezclan formando una secuencia continua, similar a cómo vemos una película: imágenes estáticas que, cuando se muestran rápidamente, dan la sensación de movimiento. Pero, para investigar eventos verdaderamente efímeros, necesitamos tecnología avanzada. Específicamente, en el ámbito de los electrones, los cambios suceden en fracciones de attosegundos. Para poner esto en perspectiva, un attosegundo es tan breve que hay tantos en un segundo como segundos desde el inicio del universo.
La gran hazaña de estos investigadores fue producir pulsos de luz tan breves que se miden en attosegundos, lo que permite capturar imágenes de procesos que ocurren dentro de los átomos y las moléculas, algo inimaginable hasta ahora.
El camino hacia este descubrimiento comenzó en 1987, cuando Anne L’Huillier observó múltiples armónicos de luz al transmitir luz láser infrarroja a través de un gas noble. Estos armónicos son generados por la interacción del láser con los átomos del gas, lo que energiza a algunos electrones que luego emiten esa energía en forma de luz. Este descubrimiento proporcionó la base para avances futuros en el campo.
Avanzando hasta el 2001, Pierre Agostini logró una proeza significativa al producir una serie de pulsos de luz consecutivos, donde cada pulso duraba solo 250 attosegundos. Paralelamente, Ferenc Krausz desarrolló un experimento que permitió aislar un único pulso de luz de 650 attosegundos.
Estos avances no son solo un testimonio del ingenio humano y de nuestra persistencia en comprender el universo, sino que también abren puertas a múltiples aplicaciones prácticas. Por ejemplo, en la industria electrónica, comprender y controlar el comportamiento de los electrones en un material es esencial. Los pulsos de attosegundo también tienen el potencial de identificar diferentes moléculas, lo que podría revolucionar campos como el diagnóstico médico.
Eva Olsson, presidenta del Comité Nobel de Física, lo expresó mejor al decir: “Ahora podemos abrir la puerta al mundo de los electrones. La física de attosegundos nos brinda la oportunidad de entender mecanismos regidos por electrones. El próximo paso será aprovecharlos».
A medida que la ciencia avanza, nos encontramos continuamente al borde de nuevas fronteras. Estos pulsos de luz ultracortos son una muestra más de cómo la curiosidad y la perseverancia humana pueden arrojar luz sobre los misterios más profundos de nuestro universo. Y aunque este es solo el comienzo, el potencial de estas herramientas promete transformar nuestra comprensión y manipulación del mundo atómico.
Imágenes: ©The Royal Swedish Academy of Sciences
