Premio Nobel de F¨ªsica de 2023 para los exploradores del mundo de los electrones en trillon¨¦simas de segundo

La Real Academia de las Ciencias de Suecia ha concedido este martes el Premio Nobel de F¨ªsica de 2023 a los f¨ªsicos franceses Anne L¡¯Huillier y Pierre Agostini y al h¨²ngaro Ferenc Krausz, responsables de nuevas herramientas para explorar el mundo de los electrones dentro de los ¨¢tomos. El jurado ha destacado que los tres premiados son responsables de una nueva manera de crear pulsos de luz extremadamente cortos, que se pueden utilizar para medir o fotografiar los fugaces procesos en los que los electrones se mueven o cambian de energ¨ªas. Son eventos que ocurren en attosegundos, trillon¨¦simas partes de un segundo: la escala de tiempo m¨¢s breve captada por el ser humano. Anne L¡¯Huillier, profesora de la Universidad de Lund (Suecia), es la quinta mujer que gana el Nobel de F¨ªsica desde 1901. El galard¨®n est¨¢ dotado con 11 millones de coronas suecas, unos 950.000 euros.

L¡¯Huillier, nacida hace 65 a?os en Par¨ªs, descubri¨® en 1987 que aparec¨ªan diferentes matices luminosos cuando transmit¨ªa luz l¨¢ser infrarroja a trav¨¦s de un gas noble, un fen¨®meno vinculado a la interacci¨®n del l¨¢ser con los ¨¢tomos del gas, seg¨²n ha subrayado la Academia sueca en un comunicado. El l¨¢ser proporciona energ¨ªa extra a los electrones y es emitida como luz. L¡¯Huillier detall¨® este proceso, abriendo la puerta a los siguientes avances.

Pierre Agostini, profesor de la Universidad del Estado de Ohio (EE UU), logr¨® producir en 2001 una serie de pulsos de luz consecutivos que apenas duraban 250 attosegundos. En paralelo, Ferenc Krausz, nacido hace 61 a?os en la localidad h¨²ngara de M¨®r y actual director del Instituto Max Planck de ?ptica Cu¨¢ntica (en Garching, Alemania), consigui¨® un pulso de luz de 650 attosegundos. ¡°Las contribuciones de los galardonados han permitido investigar procesos que son tan r¨¢pidos que antes eran imposibles de seguir¡±, ha celebrado la Academia en su comunicado.

El f¨ªsico y qu¨ªmico Fernando Mart¨ªn, catedr¨¢tico de la Universidad Aut¨®noma de Madrid, colabor¨® con Anne L¡¯Huillier en 2010 para visualizar por primera vez c¨®mo se mueven los electrones en una mol¨¦cula. ¡°Un attosegundo es la millon¨¦sima de la millon¨¦sima de la millon¨¦sima de un segundo. Son 0,000000000000000001 segundos. Si la Tierra tarda un a?o en dar la vuelta al Sol, un electr¨®n tarda 150 attosegundos en dar la vuelta al n¨²cleo de un ¨¢tomo de hidr¨®geno. Si quieres hacer una pel¨ªcula sobre el movimiento del electr¨®n, necesitas un tiempo de exposici¨®n de attosegundos o te saldr¨¢ movida. Con estos l¨¢seres se puede hacer esas fotos y ver el movimiento de los electrones en tiempo real¡±, explica Mart¨ªn, tambi¨¦n director cient¨ªfico del Instituto IMDEA Nanociencia, en Madrid.

Mart¨ªn cuenta que en agosto acudi¨® a la localidad sueca de Bastad, a petici¨®n de la Real Academia de las Ciencias de Suecia, para explicar a los acad¨¦micos las aplicaciones de estas herramientas. ¡°Yo ya sab¨ªa que le iban a dar el Nobel. Es un placer¡±, celebra. El investigador espa?ol destaca que estos pulsos permiten adem¨¢s modificar el movimiento de los electrones y, por lo tanto, las propiedades de un material. El equipo de Mart¨ªn ha recibido una ayuda de casi 12 millones de euros del Consejo Europeo de Investigaci¨®n para intentar mejorar la eficiencia de conversi¨®n de la energ¨ªa solar en las c¨¦lulas fotovoltaicas, mediante los pulsos de attosegundos. Dos de los ahora galardonados con el Nobel, Anne L¡¯Huillier y Ferenc Krausz, ganaron el Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundaci¨®n BBVA el pasado febrero, tras ser nominados por el propio Mart¨ªn. El Fronteras ya ha sido la antesala del Nobel para 25 cient¨ªficos.

La qu¨ªmica Alicia Palacios, presidenta de la Divisi¨®n de F¨ªsica At¨®mica y Molecular de la Sociedad Europea de F¨ªsica, advierte de que se trata de ¡°una tecnolog¨ªa experimental joven, que a¨²n tiene por demostrar¡±. La investigadora es cautelosa. ¡°?Puede esta tecnolog¨ªa acceder, modificar o incluso crear nuevas formas de alterar la materia? ?Se har¨¢n realidad los sue?os de la attoqu¨ªmica o la attobiolog¨ªa, modificando en tiempo real el latido electr¨®nico de los enlaces qu¨ªmicos para alterar las propiedades qu¨ªmicas o para gobernar procesos biol¨®gicos hacia mecanismos antes inaccesibles?¡±, se pregunta Palacios, una profesora de la Universidad Aut¨®noma de Madrid que tambi¨¦n colabora con la nobel Anne L¡¯Huillier. ¡°Esperemos que este galard¨®n imprima mayor impulso, si cabe, a la exploraci¨®n de estas prometedoras aplicaciones¡±, se?ala.

La f¨ªsica sueca Eva Olsson, presidenta del Comit¨¦ del Nobel de F¨ªsica, ha aplaudido este martes a los premiados. ¡°Ahora podemos abrir la puerta del mundo de los electrones. La f¨ªsica de attosegundos nos brinda la oportunidad de comprender los mecanismos que se rigen por los electrones. El siguiente paso ser¨¢ utilizarlos¡±, ha declarado. La Academia sueca ha destacado potenciales aplicaciones en diferentes ¨¢reas, como la electr¨®nica, en la que es esencial controlar el comportamiento de los electrones. Los pulsos de attosegundos tambi¨¦n se pueden emplear para identificar diferentes mol¨¦culas, por ejemplo, en el diagn¨®stico m¨¦dico.

El Nobel de F¨ªsica se ha entregado desde 1901 a 219 hombres y cinco mujeres: adem¨¢s de la francesa Anne L¡¯Huillier, la polaca Marie Curie (1903), por estudiar la radiaci¨®n; la alemana Maria Goeppert Mayer (1963), por describir el n¨²cleo de los ¨¢tomos; la canadiense Donna Strickland (2018), por una nueva t¨¦cnica para generar pulsos ultracortos de l¨¢ser de alta intensidad; y la estadounidense Andrea Ghez (2020), por descubrir un objeto compacto supermasivo en el centro de nuestra galaxia.

La revista Physics World, editada por el Instituto de F¨ªsica del Reino Unido, hab¨ªa colocado hace unos d¨ªas a dos espa?oles entre los favoritos al Nobel: Ignacio Cirac, director del Instituto Max Planck de ?ptica Cu¨¢ntica en Alemania y pionero de la computaci¨®n cu¨¢ntica; y Pablo Jarillo Herrero, un profesor del Instituto Tecnol¨®gico de Massachusetts (EE UU) que ya gan¨® en 2020 el prestigioso Premio Wolf tras descubrir la superconductividad en el grafeno de dos capas retorcido, un material que promete una revoluci¨®n energ¨¦tica.

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