La Real Academia de las Ciencias de Suecia ha concedido hoy el Premio Nobel de Física a Arthur Ashkin, Gérard Mourou y Donna Strickland, por su revolucionario trabajo en el campo de la física láser.
Los inventos que se honran este año han revolucionado la física láser. El poder capturar objetos extremadamente pequeños con luz, así como el desarrollo de los pulsos láser más cortos e intensos jamás creados por la humanidad, abren nuevas áreas de investigación y tienen multitud de aplicaciones industriales y médicas.
Arthur Ashkin ha ganado el galardón por la invención de las “pinzas ópticas” y su aplicación a sistemas biológicos, que permiten capturar partículas, átomos, vírus y células vivas con rayos láser. Esta nueva herramienta permitió a Ashkin realizar un antiguo sueño de la ciencia ficción: usar la presión de la radiación de la de luz para mover objetos físicos.
Inmediatamente después de la invención del primer láser en 1960, Ashkin comenzó a experimentar con la nueva tecnología para conseguir obtener rayos de luz que pudiesen mover partículas pequeñas. Después de años de investigación logró que la luz láser impulsará partículas hacia el centro del haz, manteniendolas allí, inventando así las pinzas ópticas. Posteriores desarrollos lograron que las pinzas ópticas, combinadas con otros métodos, pudieran detener átomos y atraparlos.
Mientras que la desaceleración de los átomos se convirtió en un área de investigación en sí misma, un gran avance se produjo en 1987, cuando Ashkin uso las pinzas para capturar bacterias vivas sin dañarlas. Inmediatamente comenzó a estudiar sistemas biológicos y las pinzas óptica
En los últimos años, muchos otros investigadores se han inspirado para adoptar los métodos de Ashkin y perfeccionarlos. El desarrollo de innumerables aplicaciones se está ahora impulsando gracias a las pinzas ópticas que permiten observar girar, contrar, empujar y tirar, sin tocar los objetos que se investigan. En muchos laboratorios, las pinzas láser son por lo tanto un equipo estándar para estudiar procesos biológicos, como proteínas individuales, motores moleculares, ADN o la vida interna de las células.
Por su parte, Donna Strickland y Gérard Mourou han recibido el nobel de forma compartida por su método para generar «pulsos ópticos ultracortos de alta intensidad”.
Utilizando un enfoque ingenioso, lograron crear pulsos de láser de alta intensidad ultracortos sin destruir el material de amplificación. Primero, estiraron los pulsos de láser a tiempo para reducir su potencia máxima, luego los amplificaron y finalmente los comprimieron. Si un pulso se comprime en el tiempo y se acorta, entonces se empaqueta más luz en el mismo espacio diminuto: la intensidad del pulso aumenta drásticamente.
La técnica inventada de Strickland y Mourou, llamada amplificación de pulsos chirped, CPA, pronto se convirtió en estándar para los láseres posteriores de alta intensidad. Sus usos incluyen los millones de cirugías oculares correctivas que se realizan cada año utilizando los rayos láser más nítidos.
Muchas aplicaciones para estas nuevas técnicas láser están esperando a la vuelta de la esquina: electrónica más rápida, células solares más efectivas, mejores catalizadores, aceleradores más potentes, nuevas fuentes de energía o productos farmacéuticos de diseño. No es de extrañar que haya una dura competencia en la física de láser.
Imagen Portada: Ill. Niklas Elmehed. © Nobel Media
