Nobel de Física 2018 para los Domadores de la luz

Por sus “revolucionarios inventos” en el uso del láser, la Academia Sueca otorgó el Premio Nobel de Física al estadounidense Arthur Ashkin, el francés Gérard Mourou y a la canadiense Donna Strickland, quien se convirtió así en la tercera mujer galardonada en la historia de la distinción de esta disciplina.

Ellos echaron luz a la luz. No sólo lograron demostrar que podían mover objetos con ella sin siquiera tocarlos, sino también manejarla a altas intensidades. Estos domadores de algo tan maravillosamente intangible son el estadounidense Arthur Ashkin, el francés Gérard Mourou y la canadiense Donna Strickland, que acaban de ser galardonados con el Premio Nobel de Física “por sus revolucionarios inventos en el campo de la física láser”, informó la Real Academia Sueca.

Una mitad del premio va para Ashkin, de los Laboratorios Bell con sede en Holmdel, Nueva Jersey, Estados Unidos, por sus pinzas ópticas que atrapan partículas, moléculas, virus y células vivas con sus «dedos» de rayos láser. La otra parte de la distinción es compartida por Mourou -de École Polytechnique, Palaiseau, en Francia y de la Universidad de Michigan-, y Strickland, de la Universidad de Waterloo, Canadá, quien se convirtió en la primera mujer en ganar un Nobel de Física desde 1963, cuando lo había obtenido Maria Goeppert-Mayer. Anteriormente, lo había ganado Marie Curie en 1903.

“Los inventos galardonados este año han revolucionado la física láser. Objetos extremadamente pequeños y procesos increíblemente rápidos se ven ahora con una nueva luz”, destacó la Academia Sueca. Se trata de avanzados instrumentos de precisión que están abriendo nuevas áreas de investigación y una gran cantidad de aplicaciones industriales y médicas, según subrayó.

De ciencia ficción

Desde el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, Andrea Bragas, no oculta su admiración por el trabajo de los premiados. “Lo realizado por Ashkin es maravilloso porque es una manera directa de ver, por ejemplo, cómo camina una proteína dentro de una célula, se pueden cuantificar sus pasos y la fuerza que hace. Esto fue seminal para la biología celular. Es una técnica impresionante, que puedan agarrarse cosas tan chiquitas y sin tocarlas. Parece de ciencia ficción. Es increíble. Esto tiene y tendrá un desarrollo muy significativo en los próximos años en biología, seguramente”.

Ashkin logró que la luz láser empujara pequeñas partículas hacia el centro del rayo y las mantuviera allí. Antes de su hallazgo, a los rayos luminosos se los relacionaba con la radiación, pero “lo primero que Ashkin demostró experimentalmente es que se puede ejercer fuerza con la luz, empujando pequeñas partículas micrométricas”, indica Bragas. No sólo pudo moverlas, sino hacerlo sin siquiera tocarlas a través de lo que se conoce como pinzas ópticas. “Es una pinza que no necesita contacto mecánico. No requiere agarrarlo como se conoce normalmente”, explica Bragas, y enseguida grafica: “Lo hace levitar si se quiere”.

Pero además de manejarlas sin tocarlas, permite algo más. “No sólo se puede mover la partícula ejerciendo una fuerza con la luz, sino que al revés: se puede ver cómo se mueve y qué fuerzas ejerce la partícula. De esa manera, se puede ver cómo virus y bacterias caminan, se mueven. Básicamente, la dinámica que tienen frente a una célula infectada, por ejemplo”.

Antes de este máximo galardón, su nombre era sinónimo de excelencia. “Ashkin es de libro de texto. Es una eminencia de quien se habla cuando se enseña la fuerza de la luz en la universidad”, remarca.

Bajo control

Por otra parte, Mourou y Strickland abrieron el camino hacia los pulsos láser más cortos e intensos jamás creados por la humanidad, que habitualmente son usados en cirugías oftalmológicas, hoy de rutina, como la de miopía. Ellos lograron dominar a la luz en altas intensidades, y de este modo, facilitar su manejo.

Estos haces de luz al ser pulsados, es “como si se prendiera y apagara el láser. Cada uno de esos pulsos tiene una intensidad de pico muy alta”, detalla. Esto dificulta su manejo. “Al ser la intensidad cada vez más y más alta, la luz interactúa muy fuertemente con todo lo que encuentra a su paso y comienza a romper todos los aparatos. Tiene un límite. Lo que hizo esta gente es una manera muy ingeniosa de aumentar ese límite”, puntualiza. ¿Cómo lo hicieron? “Primero estiraron ese pulso en el tiempo, luego lo colocaron en un amplificador para aumentar su potencia, y después lo volvieron a comprimir”, detalla.

En este sentido, Bragas, directora del Laboratorio de Electrónica Cuántica, no quiere pasar por alto la labor de científicos argentinos que hacen historia en este campo de la ciencia. “Nosotros tenemos una tradición de fabricadores de láseres muy importante en la Argentina. Básicamente, tenía su centro en CITEFA en los ‘80, ex Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas de las Fuerzas Armadas, por considerarse un área estratégica la fabricación de láseres de mucha potencia. Ese fue un semillero de excelentes físicos”, señala. Uno de ellos, Oscar Martínez, su director de tesis, profesor del Departamento de Física de Exactas UBA durante casi 20 años y hoy profesor de la Facultad de Ingeniería “contribuyó mayormente a esa tecnología de comprimir o estirar. De hecho, en cada uno de los láseres del mundo, hay un compresor de prisma que se llama compresor de Martínez, por Oscar. Estuvo muy involucrado con esta gente, y era usual que Gérard Mourou en sus charlas lo mencionara como uno de los pioneros de estas tecnologías. Nosotros tenemos una comunidad de láser en la Argentina, con una contribución importante a este premio”, concluye.

fuente: nexciencia.exactas.uba.ar – artículo de CECILIA DRAGHI