Nobel de física para los pioneros de la Attofísica
3 octubre, 2023
El mundo físico a pequeña escala es un territorio donde queda mucho por descubrir. Los galardonados este año con el Premio Nobel de Física realizaron trabajos pioneros con attosegundos, una pequeña unidad de medida.
Anne L’Huillie, Pierre Agostini y Ferenc Krausz fueron los galardonados este 2023 con el Premio Nobel de Física. Su trabajo con luz recurrió a tiempos miles de veces menores a un segundo.
Tres pioneros del attosegundo
La Academia Sueca de Ciencias otorgó el premio a los galardonados de este año “por sus métodos experimentales que generan pulsos de luz de attosegundos para el estudio de la dinámica de los electrones en la materia”.
De forma conjunta el trabajo de estos tres investigadores “demostró una forma de crear pulsos de luz extremadamente cortos que pueden usarse para medir los rápidos procesos en los que los electrones se mueven o cambian de energía”.
Anne L’Huillier, originaria de Francia es la mayor de quienes recibieron el reconocimiento. Nació en 1958 y sus experimentos ocurrieron en 1987 en el Centro de Investigación Nuclear de Saclay.
L’Huillier creó un sistema de pulsos láser para estudiar el comportamiento de los átomos al exponerse a pulsos breves y potentes de luz infrarroja. Ella notó que los átomos parecían emitir ondas de luz de frecuencia alta, algo similar a los rayos X.
Analizó las frecuencias que obtuvo. Notó que los fotones de luz que se emitían variaban de intensidad. Al principio tenían una gran intensidad, posteriormente se estabilizaban en una meseta y finalmente decaían.
Los átomos que observó seguían la sintonía del pulso. Cuando comenzaba se alejaban y regresaban a su posición inicial cuando se iba.
Más de una década después apareció el trabajo de los otros dos galardonados. Tanto Pierre Agostini como Ferenc Krausz publicaron sus trabajos de investigación en 2001.
Pierre Agostini, nació en Francia en 1968. En su laboratorio en Saclay desarrolló una técnica llamada Rabbit. Con ella se crea una serie de pulsos que es posible medir. Para conseguirlo separó los haces de infrarrojo y los condujo por direcciones distintas. Cada uno seguía un camino distinto y finalmente se combinaban.
El método Rabbit permitió obtener pulsos finales más diferenciados, ahí las zonas de amplificación eran más visibles que en los experimentos de L’Huillier. Los pulsos que logró medir fueron de 250 attosegundos.
Ferenc Krausz nació en Hungría en 1962 y publicó su trabajo el mismo año que Agostini. En el Instituto Max Plank de Óptica Cuántica desarrolló una técnica llamada Streacking con la que aisló un pulso de luz único y logró medirlo.
Para este método se acortó el pulso de luz infrarroja inicial tanto como fue posible para observar su interacción con el átomo. Lo que se registró fue el movimiento de subida y bajada del electrón. Krausz midió un pulso de 650 attosegundos.
El hito de medir attosegundos
La attofísica mide fenómenos que ocurren en periodos muy breves. Un attosegundo equivale a 10-18 segundos; otra forma de verlo es como un cero, seguido de 17 ceros tras el punto decimal con un uno después de todos ellos.
Los attosegundos sirven para medir el paso de la luz entre los átomos. Por ahora el estudio de estos periodos tan breves es experimental; sin embargo, se perfilan algunos posibles usos futuros para este conocimiento.
Entre los posibles usos está la medicina. Con mediciones attofísicas sería posible reconocer alteraciones en sistemas biológicos y células. Así, la detección temprana de padecimientos viviría un salto inmenso en su capacidad.
La attofísica es un campo en crecimiento. Cada vez hay más investigadores dedicados a ella y los pioneros que mostraron sus posibilidades para medir el movimiento en periodos aspid e breves han sido reconocidos con el Nobel de Física este año.