El Nobel de Física reconoció este martes, 3 de octubre de 2023, a los franceses Pierre Agostini y Anne L’Huillier, y al húngaro Ferenc Krausz por abrir el camino a una nueva área de investigación, la attofísica, y proporcionar herramientas para explorar el mundo de los electrones.
Sus métodos experimentales para generar pulsos de luz de attosegundos (una trillonésima parte de un segundo) han permitido medir los rápidos procesos en que los electrones se mueven o intercambian energía, antes indetectables, y tienen aplicaciones en los campos de la electrónica y la medicina.
«Los pulsos de attosegundos pueden usarse para examinar los procesos internos de la materia e identificar distintos eventos», señala en su fallo la Real Academia de las Ciencias Sueca.
Galardón a la física del attosegundo
La científica Eva Olsson, presidenta del Comité Nobel de Física, explicó que el galardón de este galardón trata de la física del attosegundo, sobre la capacidad de generar pulsos de luz de esa duración que “ha abierto la puerta al mundo e los electrones”.
En 1925, el físico alemán Werner Hesienberg dijo que “ese mundo no podía verse. Gracias a la física del attosegundo esto está empezando a cambiar y estamos empezando a explorar ese mundo”, agregó.
L’Huillier descubrió un nuevo efecto de la interacción de los rayos láser con átomos en un gas, mientras que Agostini y Krausz demostraron cómo utilizarlo para crear pulsos de luz más cortos de lo que era posible previamente.
La Academia resalta que los cambios en el mundo de los electrones ocurren en pocas décimas de un attosegundo y que observar los movimientos de los electrones a escala atómica requiere pulsos de luz lo suficientemente cortos, lo que implica combinar ondas cortas de muchas longitudes diferentes.
Cuando un rayo láser atraviesa un gas, aquel interactúa con sus átomos y origina sobretonos, ondas que completan un número de ciclos enteros por cada ciclo en la onda original.
L’Huillier logró en 1987 en un laboratorio francés producir y mostrar sobretonos usando un rayo láser infrarrojo transmitido a través de un gas noble, lo que provocó mayor cantidad de armónicos y más potentes.
La científica francesa siguió explorando ese efecto en la década siguiente en la Universidad de Lund (Suecia, donde reside desde entonces) y sus resultados ayudaron a la comprensión teórica del fenómeno y a sentar la base del siguiente avance experimental.
A principios de siglo, un equipo dirigido en Francia por Agostini fue capaz de producir una serie de pulsos de luz consecutivos, creando «un tren con vagones» y juntándolo con una parte demorada del pulso original del láser, lo que posibilitó poder ver los sobretonos y medir la duración de los pulsos (250 attosegundos cada uno), explica la Academia.
Al mismo tiempo que Agostini, Krausz y su equipo en Viena desarrollaron una técnica que permitía aislar un pulso de 650 attosegundos de duración y poder estudiar así el proceso en que los electrones eran separados de sus átomos.
«Estos experimentos demostraron que los pulsos de attosegundos podían ser observados y medidos y que también podían usarse en nuevos experimentos», resalta el fallo.
Biografía de los físicos ganadores
Anne L’Huillier (París, Francia, 1958), de nacionalidad francesa y sueca, obtuvo en 1979 un doble máster en Física y Matemáticas, se doctoró en Ciencias Físicas en la Universidad Pierre y Marie Curie de París en 1986 y desde 1997 está adscrita a la de Lund.
Ferenc Krausz, de nacionalidad húngara y austríaca, es desde 2004 catedrático de Física Experimental en la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich (Alemania).
Pierre Agostini, también francés (1968), es graduado en la Universidad Aix-Marseille (Francia) y profesor de la Universidad del Estado de Ohio, en EEUU.
Los tres galardonados suceden en el palmarés del Nobel de Física al francés Alain Aspect, el estadounidense John F. Clauser y el austríaco Anton Zeilingier, distinguidos en 2022 por sentar las bases de una nueva era para la tecnología cuántica, que abarca ordenadores, redes y comunicación encriptada segura.
L’Huillier, Krausz y Agostini se dividirán a partes iguales los 11 millones de coronas suecas (algo menos de un millón de dólares) con que están dotados este año el Nobel de Física y el resto de galardones.
La ronda de ganadores de los Nobel continuará mañana con el de Química y, en los próximos días, se entregarán los de Literatura, de la Paz y Economía. (I)
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