Si tomas un segundo y lo divides por mil cinco veces de manera sucesiva obtienes un femtosegundo, que es la velocidad en la cual se mueven los átomos, pero si ese femtosegundo lo vuelves a dividir por mil se obtiene un attosegundo, el pulso más rápido que hasta ahora la ciencia ha sido capaz de desarrollar y manipular para observar el universo subatómico que nos rodea.
Esto fue lo que hicieron a lo largo de varios años los investigadores Ferenc Krausz, Pierre Agostini y la científica Anne L’Huillier, quienes desde diferentes grupos de investigación aportaron técnicas y conocimientos fundamentales por los cuales hoy fueron galardonados con el Premio Nobel de Física 2023.
Rodrigo Vicencio, investigador del Instituto Milenio de Investigación en Óptica MIRO, y académico de la Universidad de Chile, quien trabaja con láseres de femtosegundo en su laboratorio ubicado en el departamento de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, explica que “la gracia de este premio Nobel es que abre la puerta para estudiar fenómenos que ocurren a escala de los electrones, que, por ejemplo, es el tiempo en que ocurre el Efecto Fotoeléctrico, que es el premio Nobel que le dieron a Albert Einstein en 1921”.
Durante la mañana, el investigador del MIRO y académico de la Universidad de Santiago, Felipe Herrera, que estudia el comportamiento electrónico al interior de moléculas, siguió desde un congreso científico en Hamburgo la transmisión de la premiación junto a investigadores del Instituto Max Planck, al cual pertenece el galardonado Ferenc Krausz. En el encuentro, aprovecharon de comentar el premio.
“Con esto ahora se puede ver cuánto se demora un electrón en escapar de un metal. Hasta hace poco se entendía que ese proceso era instantáneo, pero en física nada es instantáneo, solo que es muy rápido, ahora tenemos algo que es como una cámara fotográfica capaz de detectar el movimiento a una velocidad comparable con la que los electrones salen disparados de los materiales cuando se excitan”, explica el Dr. Herrera.
Dado el nivel de sofisticación en el equipamiento requerido para aplicar estas técnicas, aún son pocos los laboratorios en el mundo que las utilizan, sin embargo, el láser de femtosegundo ya ha derivado en diversas aplicaciones de gran relevancia para la medicina, y se espera que con los pulsos de attosegundos ocurra lo mismo, dando paso a nuevas aplicaciones en los próximos años.
“En el futuro podríamos ver avances en la ciencia de materiales, por ejemplo, pues aún no sabemos bien qué mecanismos microscópicos limitan la eficiencia en las celdas solares y otros materiales para energías renovables”, agrega el investigador Felipe Herrera.
En el caso del galardonado Ferenc Krausz, junto a su equipo están actualmente investigando si es posible usar estas técnicas para analizar muestras de sangre con el fin de detectar enfermedades de forma temprana.
Respecto de la importancia que reviste este premio, el director de MIRO y profesor titular de la Universidad de Concepción, Dr. Aldo Delgado, señala que “El Nobel de Física se entrega por el impacto de los resultados de una investigación, y se espera que estos tengan una significancia fundamental en un área del conocimiento. Típicamente en este contexto las investigaciones son tanto teóricas como experimentales, y eso se ve reflejado en los galardonados, quienes tienen un gran background en ambos enfoques”.
En ese sentido, el director del Instituto Milenio de Investigación en Óptica destaca la importancia de la física experimental, que pone a prueba los conocimientos teóricos y revela fenómenos que no han sido explicados. Así, durante más de siete décadas, el láser ha permitido un sinnúmero de nuevos descubrimientos. “El láser, que es empleado en las técnicas que generan pulsos de attosegundos ha sido una revolución en ciencia y tecnología. Permite interactuar directamente con los niveles de energía de la materia, debido a que podemos sintonizar su frecuencia con la de las transiciones atómica”. Y concluye “sus aplicaciones son muy variadas: medición precisa de distancias y cantidades muy pequeñas, transmisión y al almacenamiento de información, herramienta de corte como bisturí, entre muchas otras”.