¡°Puedes ser un cient¨ªfico brillante y tambi¨¦n pensar en las aplicaciones comerciales¡±

Ursula Keller (Zug, Suiza, 1956) es una cient¨ªfica inquieta, por su propia descripci¨®n. Adem¨¢s de ser una investigadora de renombre ¡ªdirige el National Center of Competence Research for Molecular Ultrafast Science and Technology (MUST) y un grupo de investigaci¨®n en la Escuela Polit¨¦cnica ETH de Zurich (Suiza)¡ª, es la pionera en el desarrollo de los l¨¢seres ultrarr¨¢pidos, haces de luz interrumpida en billones de pulsos por segundo. Esta tecnolog¨ªa, que permite controlar de forma muy precisa la cantidad de energ¨ªa que descarga el l¨¢ser sobre su objetivo, ha encontrado aplicaci¨®n en industrias tan diversas como la medicina o la electr¨®nica de consumo.

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Keller no se ha limitado a desarrollar los l¨¢seres para dejar la industria en manos de otros: con varias empresas a su nombre, la investigadora tiene mucho que contar sobre el emprendimiento en la ciencia. Este a?o, ha recibido el prestigioso Premio al Inventor Europeo de la Oficina Europea de Patentes. Adem¨¢s, Keller ha desarrollado?el attoreloj, un dispositivo capaz de medir el tiempo en trillon¨¦simas de segundo, que es lo que tarda la luz en viajar de un ¨¢tomo al siguiente. Materia habla con ella a su paso por Madrid, invitada por la Fundaci¨®n BBVA y la Universidad Aut¨®noma de Madrid como ponente en la Escuela Internacional Nicol¨¢s Cabrera, dedicada a la nanofot¨®nica.

Pregunta: ?C¨®mo empez¨® su trabajo con l¨¢seres?

Respuesta: Cuando vi mi primer l¨¢ser, me emocion¨¦. Fue en las jornadas de puertas abiertas de la universidad ETH [Escuela Polit¨¦cnica Federal de Z¨²rich]. Antes de empezar mis estudios, fui all¨ª con mi padre, porque ten¨ªa que convencerle de que pod¨ªa estudiar f¨ªsica. ?l estaba preocupado de que su hija estuviera a punto de sumergirse sola en este mundo de hombres. Hab¨ªa un experimento que mostraba la comunicaci¨®n ¨®ptica con un l¨¢ser: cuando pon¨ªas la mano en el rayo paraba la m¨²sica, y al retirarla, volv¨ªa a sonar. Era un experimento precioso, y le expliqu¨¦ a mi padre c¨®mo funcionaba. Entonces lo acept¨®: ¡°Vale, puede ir a estudiar f¨ªsica¡±.

Ten¨ªa que convencer a mi padre de que yo pod¨ªa estudiar f¨ªsica

P: ?Los l¨¢seres tienen un papel importante en el campo de la nanofot¨®nica?

R: La nanofot¨®nica tiene dos componentes: uno espacial y otro temporal. Si viajas a la dimensi¨®n m¨¢s peque?a de la materia, todo se acelera tambi¨¦n. Yo quer¨ªa estudiar f¨ªsica de l¨¢seres; lo m¨¢s fascinante en mi juventud era la espectroscop¨ªa ultrarr¨¢pida, que permite medir procesos cada vez m¨¢s breves. Cuando yo estaba haciendo mi doctorado apareci¨® la espectroscop¨ªa de femtosegundos [en un segundo hay mil billones de femtosegundos], y con esto ya se pod¨ªan observar los procesos de relajaci¨®n electr¨®nica en materiales semiconductores. Luego en los a?os 80 fue posible construir materiales semiconductores controlando cada capa de ¨¢tomos. As¨ª dise?as la superficie y creas un material completamente artificial controlando el crecimiento de los cristales. Esto era solo el comienzo. Desde entonces yo estaba enganchada a esta f¨ªsica y quer¨ªa entender la din¨¢mica de estos materiales. Cuando ves el impacto que ha tenido ese conocimiento, por ejemplo para crear transistores cada vez m¨¢s r¨¢pidos y cada vez m¨¢s peque?os¡­ ha sido tremendo, ?no?

Claro, siempre quieres empujar los l¨ªmites. Siempre quieres entender qu¨¦ pasa si cambias esto o aquello, y qu¨¦ otro material podr¨ªa ser relevante o mejor, y as¨ª. Creo que siempre que aparece la oportunidad de medir algo con m¨¢s precisi¨®n, se hace un descubrimiento nuevo.

Siempre que aparece la oportunidad de medir algo con m¨¢s precisi¨®n, se hace un descubrimiento nuevo

P: Usted ha desarrollado la forma m¨¢s precisa de medir el tiempo, el attoreloj. ?C¨®mo funciona?

R: El attoreloj es una t¨¦cnica de medici¨®n [del tiempo] que utiliza la polarizaci¨®n circular de la luz. La luz es una onda electromagn¨¦tica, por lo que tiene un campo el¨¦ctrico y un campo magn¨¦tico que oscilan muy r¨¢pido. Se puede conseguir la rotaci¨®n del vector el¨¦ctrico en lugar de su oscilaci¨®n; en ese caso se dice que la luz tiene una polarizaci¨®n circular o el¨ªptica. En la luz del espectro infrarrojo cercano, por ejemplo, el vector del campo el¨¦ctrico completa un giro en 2,7 femtosegundos. Entonces podemos considerar este vector como la aguja de un reloj, y podemos medir el paso del tiempo con mayor precisi¨®n cuanto m¨¢s r¨¢pido gire el vector.

P: ?Pod¨¦is medir procesos naturales que ocurren a estas velocidades?

R: Se llama el attoreloj porque, en principio, si en una rotaci¨®n tienes un femtosegundo, puedes medir longitudes de tiempo de attosegundos [trillon¨¦simas de segundo]. Atto- es mil veces m¨¢s peque?o que femto-. En el tiempo de los attosegundos empezamos a observar la din¨¢mica del electr¨®n. En el modelo at¨®mico de Bohr, que es un ejemplo semicl¨¢sico [considerado actualmente una simplificaci¨®n], el electr¨®n gira en torno al n¨²cleo at¨®mico en 125 attosegundos. Podr¨ªas decir que los attosegundos son el tiempo cu¨¢ntico, porque es la escala de tiempo en la que se mueven los electrones en los s¨®lidos.

Los attosegundos son el tiempo cu¨¢ntico, porque es la escala de tiempo en la que se mueven los electrones

P: ?En su laboratorio hay un attoreloj?

R: S¨ª, lo hemos construido, es un sistema muy grande. Lo utilizamos para medir la duraci¨®n del efecto t¨²nel del electr¨®n. Una part¨ªcula puede atravesar una monta?a, lo que llamamos una barrera de potencial, sin que haya una puerta. Nosotros necesitar¨ªamos taladrar un t¨²nel en la monta?a para cruzar, pero en el mundo de la mec¨¢nica cu¨¢ntica, una part¨ªcula puede atravesarla sin m¨¢s, por el efecto t¨²nel. ?C¨®mo ocurre? Pues esa es la gran pregunta.

Sabemos exactamente la probabilidad de que un electr¨®n atraviese la barrera y aparezca por el otro lado. Eso lo aprende todo el mundo en primero de f¨ªsica. Pero cu¨¢nto tarda¡­ eso no se sabe. Nosotros lo hemos medido, y es m¨¢s r¨¢pido que el electr¨®n libre: la misma part¨ªcula, si hubiese un t¨²nel real por la barrera, tardar¨ªa m¨¢s en recorrer esa distancia. Si esto es realmente cierto... considera los nuevos aparatos electr¨®nicos; los transistores est¨¢n limitados por el tiempo que tarda el electr¨®n en recorrer un espacio, si se aplica el efecto t¨²nel tendr¨ªamos transistores m¨¢s r¨¢pidos.

P: ?Piensa siempre en las aplicaciones pr¨¢cticas de su ciencia, o considera su trabajo investigaci¨®n b¨¢sica?

R: Yo crec¨ª, cient¨ªficamente, en los [Nokia] Bell Labs de Stanford [Laboratorios Bell]. All¨ª la gente siempre est¨¢ pensando en el impacto que pueda tener su trabajo, as¨ª que por supuesto me llev¨¦ esa forma de pensar de vuelta a Suiza. He formado mi grupo de investigaci¨®n en torno a la f¨ªsica b¨¢sica y a la f¨ªsica aplicada.

Hay parte de mi trabajo que hago por pura curiosidad

Entonces, hay parte de mi trabajo que hago por pura curiosidad: ¡°?Qu¨¦ pasa si empujo esto al siguiente l¨ªmite?¡± ?Sabe? Pura curiosidad, por ir donde nadie ha ido antes. Eso es como una aventura cient¨ªfica a lo desconocido. Y, por otra parte, hay una porci¨®n de mi trabajo que es pr¨¢ctica, donde claramente veo que la tecnolog¨ªa que he desarrollado a lo largo de los a?os tiene un impacto comercial real. He tenido varias empresas spinoff [surgidas de la universidad]. Cuando fui a Suiza en 1993 estaba casada y mi marido ya estaba en startups en Silicon Valley. ?l hizo un doctorado en ingenier¨ªa electr¨®nica, yo en f¨ªsica. Entonces ¨¦l decidi¨®, cuando yo consegu¨ª un trabajo muy bueno como catedr¨¢tica en ETH: ¡°Vale, voy contigo y empiezo una empresa¡±. Como yo ten¨ªa ingresos seguros, ¨¦l pudo asumir la carrera de mayor riesgo. De hecho tom¨® la idea que yo desarroll¨¦ en Bell Labs despu¨¦s de mi doctorado y fue el primero en comercializarla.

P: ?Qu¨¦ idea?

R: Un nuevo m¨¦todo para producir pulsos cortos con l¨¢seres de estado s¨®lido: los l¨¢seres ultrarr¨¢pidos. Entonces no estaban disponibles comercialmente y su prototipo estaba muy avanzado para el mercado. Empez¨® la empresa pensando que la tecnolog¨ªa tendr¨ªa que valer para algo. Luego, claro, empezamos a pensar en much¨ªsimas aplicaciones, pero el mercado siempre tarda un poco m¨¢s en ponerse al d¨ªa e incluirlas en su hoja de ruta. Ahora el mercado de los l¨¢seres ultrarr¨¢pidos est¨¢ creciendo rapid¨ªsimo; el iPhone no existir¨ªa sin los l¨¢seres ultrarr¨¢pidos [se emplean, por ejemplo, en las pantallas t¨¢ctiles y en el reconocimiento facial, o Face ID].

A lo largo de los a?os muchos de mis alumnos, siguiendo nuestro ejemplo, han decidido empezar una empresa. Al final todos han tenido ¨¦xito, o sea que ha sido una aut¨¦ntica explosi¨®n. Y he graduado a m¨¢s de 70 doctorandos, ya, muchos de los cuales han ido al sector privado. La industria de los l¨¢seres se los llev¨® a todos. M¨¢s tarde, seg¨²n empec¨¦ a hacer m¨¢s investigaci¨®n b¨¢sica, m¨¢s de mis alumnos decidieron quedarse en el ¨¢mbito acad¨¦mico.

La industria de los l¨¢seres se llev¨® a todos mis alumnos

P: Muchos doctorandos consideran un fracaso no conseguir una buena posici¨®n en la investigaci¨®n al terminar su tesis. ?Cree que falta cultura de emprendimiento en las universidades?

R: Bueno, en Stanford hay m¨¢s estudiantes pensando en una empresa que en el sector acad¨¦mico.

P: ?Entonces hay diferencias culturales?

R: No es solo cultural, tambi¨¦n depende de los referentes que tengan. Me explico: si est¨¢s en medio de Silicon Valley, no puedes evitar pensar en el inter¨¦s comercial. Muchos de mis profesores estaban metidos en startups. En ese mundo, pod¨ªas ser un cient¨ªfico brillante y estar pensando en las aplicaciones comerciales. Adem¨¢s, en la ciencia, cualquier resultado es un resultado, pero en la investigaci¨®n aplicada, no todos los resultados son buenos resultados: si no funciona, no funciona, y eso te fastidia.

Por eso creo que hacen falta motivaciones distintas, y [ambas opciones] te brindan oportunidades distintas. Al final, siempre necesitas gente excelente dispuesta a entrar en lo desconocido. Pero lo que mucha gente olvida es que no hay nada claro cuando empiezas una empresa. A toro pasado es f¨¢cil decir: ¡°Ah, ten¨ªan el camino al ¨¦xito asegurado¡±. Pero la realidad es que en las primeras etapas no hay ning¨²n camino claro y tienes que ser aventurero y salir¡­ Siempre se tarda m¨¢s de lo que piensas.

P: No es para todos.

Hay mucha gente en la vida que est¨¢ atascada en un trabajo que no le gusta, y eso es horrible

R: Yo defiendo la doble carrera profesional. Tener dos carreras no es un problema, es una oportunidad. Mi marido empez¨® una empresa y por supuesto tard¨® mucho en ver el impacto comercial, hasta que el mercado estuvo listo para esa tecnolog¨ªa. Y durante ese tiempo tuvimos hijos y todo. Yo era la responsable de los ingresos principales de la familia y, adem¨¢s, empezamos una segunda empresa que fall¨®. Era bastante din¨¢mico. Por eso organizamos nuestras vidas para poder vivir como familia de mi sueldo; eso reduce el nivel de riesgo. Yo siempre he pensado que la vida va en cierto modo sobre la gesti¨®n de riesgos, por eso est¨¢ bien entrar en una relaci¨®n en la que juntos podemos lograr m¨¢s que solos. Las dos carreras son una oportunidad para tener m¨¢s flexibilidad. Hay mucha gente en la vida que est¨¢ atascada en un trabajo que no le gusta, y eso es horrible. Tienen que seguir trabajando porque deben traer dinero a casa para la familia. Es deprimente, ?no?

P: Si tuviera que usar dos palabras para describir su ¡°doble carrera¡±, una ser¨ªa cient¨ªfica, sin duda. Y la otra, ?inventora?

Siempre hay que hacer algo ligeramente inquietante

R: Exploradora. S¨ª, soy una exploradora. Si tuviera que hacer siempre el mismo tipo de trabajo me aburrir¨ªa much¨ªsimo, as¨ª que siempre tengo la motivaci¨®n de saltar a lo desconocido. Hago eso en todos los aspectos de mi vida: en mi tiempo libre me gusta hacer deporte para variar con respecto al trabajo. Cuando estudiaba en ETH me aficion¨¦ al esqu¨ª de monta?a con unos amigos, luego en Stanford aprend¨ª a hacer windsurf. Ahora quiero aprender kitesurf. Seg¨²n me hago mayor voy tardando m¨¢s en aprender, pero creo que siempre hay que intentar salir un poco de la zona de confort, intentar hacer algo que nos d¨¦ un poco de miedo, ?sabe? Cuando envejeces tienes que tener m¨¢s cuidado, porque de una ca¨ªda te duele todo el cuerpo y recuerdas que no tienes 25 a?os, pero es mi actitud a la vida. Siempre hay que hacer algo ligeramente inquietante.