¿Qué es la Física de Attosegundos y por qué Mereció el Premio Nobel?
Te explicamos qué es la física de attosegundos que mereció el Premio Nobel de Física 2023 para Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L'Huillier
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¿Qué es la física de attosegundos que mereció el Nobel? Foto: Comité de los Premios Nobel
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El Comité de los Premios Nobel dio a conocer que el Premio Nobel de Física 2023 ha sido concedido a los científicos Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L'Huillier, impulsores de la física de attosegundos. Te explicamos a continuación qué investiga esta disciplina y por qué se ha vuelto tan importante en los últimos años.
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Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L'Huillier, ganadores del Nobel de Física 2023
Según el comité detrás del premio, el húngaro Ferenc Krausz y los franceses Pierre Agostini y Anne L'Huillier fueron acreedores del Premio Nobel de Física 2023 por crear “métodos experimentales que generan pulsos de luz de attosegundos para el estudio de la dinámica electrónica en la materia”.
Mientras que Krausz dirige el Laboratorio de Física de Attosegundos en el Instituto Max Planck, en Alemania, Anne L'Huillier es investigadora en la Universidad de Lund, Suecia. Por su parte, Agostini es profesor emérito en la Universidad Estatal de Ohio, en Estados Unidos.
¿Qué es la física de attosegundos?
Según explica el Centro de Láseres Pulsados de España, un attosegundo es equivalente a una millonésima de billonésima de segundo: “La relación entre un attosegundo y un segundo es similar a la proporción entre un segundo y la edad del Universo (unos quince mil millones de años)”.
El interés por este intervalo de tiempo tan pequeño no es anecdótico. En attosegundos se mide el movimiento de los electrones.
Esto significa que crear tecnologías que operen en estos lapsos tan reducidos permite estudiar y manipular fenómenos que no solo son microscópicos, sino que además ocurren en tiempos excepcionalmente breves.
El prefijo atto proviene de la palabra danesa para el número dieciocho y en este caso se refiere a la trillonésima parte de un segundo. Increíblemente, no es el el intervalo temporal más pequeño que puede existir.
Dicho título corresponde al tiempo de Planck, que es el tiempo en que la luz recorre la llamada longitud de Planck, la distancia más pequeña que puede haber y que equivale a 10-35 metros. La longitud de Planck es un límite para el espacio, tras el cual la geometría que usamos pierde sentido.
En los laboratorio dedicados a la física de attosegundos se manipulan láseres para que puedan emitir pulsos de luz de trillonésimas de segundo. Gracias a estas pulsasiones tan cortas, se pueden manipular electrones con una exactitud inusitada.
¿Qué aplicaciones tiene la física de attosegundos?
Aunque dio sus primeros pasos en la década de los sesenta, la física de attosegundos ha ganado espacio en los laboratorios con fuerza durante los últimos veinte años. Su primera y más notoria aplicación es el estudio profundo del movimiento de los electrones.
El conocer de forma experimental el comportamiento de un electrón permite, por ejemplo, calcular cómo abandona un átomo. Por lo tanto, se puede usar esta información para calcular cómo opera un electrón en una molécula y cuánto tiempo le toma participar en una reacción química.
Estos conocimientos tienen una aplicación inmediata en la biología, permitiendo conocer mejor los procesos orgánicos detrás, por ejemplo, de la conciencia en nuestro cerebro. La comprensión del movimiento de los electrones también tendría notables aplicaciones en la medicina, donde podría ayudar a entender mejor cómo operan los fármacos.
Por último pero no menos importante, el manipular electrones en escalas de attosegundos, permite usarlos para hacer cálculos precisos con ellos.
Esta tecnología podría permitir la creación de computadoras que no usen transitores de átomos para hacer sus cálculos, sino de electrones. Una hipotética computadora que usase la física de attosegundos podría ser mucho más pequeña y rápida que los microchips actuales.
Sobre las preguntas que puede responder la física de attosegundos, el ganador del Premio Nobel Ferenc Krausz escribió en una publicación del Instituto Max Planck:
¿Cómo podemos controlar las corrientes electrónicas en circuitos cada vez más pequeños y rápidos para desarrollar computadoras y sistemas de telecomunicaciones más potentes? ¿Podría modificarse esta estructura dirigiendo electrones que median en enlaces químicos? Estas son solo algunas de las muchas y grandiosas preguntas de la ciencia del siglo XXI que no pueden responderse sin un acceso directo a los movimientos microscópicos de los electrones
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