Nobel de Física para los experimentadores con pulsos de luz ultracortos

Este martes se ha dado a conocer a los ganadores del Nobel de Física 2023. Según el fallo, Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L’Huillier, han sido distinguidos “por métodos experimentales que generan pulsos de luz de attosegundos para el estudio de la dinámica de los electrones en la materia”.

Agostini, de origen francés es profesor emérito de la Universidad de Ohio State. Ferenc Krausz es un físico húngaro-austríaco y dirige el Instituto Max Planck de Física Óptica, mientras Anne L’Huillier es una física francesa que trabaja en la Universidad de Lund.

Más concretamente, estos investigadores han demostrado una forma de crear pulsos de luz extremadamente cortos que pueden usarse para medir los procesos rápidos en los que los electrones se mueven o cambian de energía.

Los acontecimientos que se mueven rápidamente fluyen entre sí cuando los humanos los perciben, del mismo modo que una película compuesta de imágenes fijas se percibe como un movimiento continuo. Si queremos investigar acontecimientos realmente breves, necesitamos una tecnología especial, explica el comunicado difundido tras el fallo. En el mundo de los electrones, los cambios ocurren en unas pocas décimas de attosegundo; un attosegundo es tan corto que hay tantos en un segundo como segundos ha habido desde el nacimiento del universo.

Los experimentos de los galardonados han producido pulsos de luz tan cortos que se miden en attosegundos, demostrando así que estos pulsos pueden usarse para proporcionar imágenes de procesos dentro de átomos y moléculas.

En 1987, Anne L’Huillier descubrió que surgían muchos matices de luz diferentes cuando transmitía luz láser infrarroja a través de un gas noble. Cada armónico es una onda de luz con un número determinado de ciclos para cada ciclo de la luz láser. Son causados por la luz láser que interactúa con los átomos del gas; les da a algunos electrones energía adicional que luego se emite en forma de luz. Anne L’Huillier ha seguido explorando este fenómeno, sentando las bases para avances posteriores.

En 2001, Pierre Agostini logró producir e investigar una serie de pulsos de luz consecutivos, cada uno de los cuales duraba sólo 250 attosegundos. Al mismo tiempo, Ferenc Krausz estaba trabajando en otro tipo de experimento, uno que permitía aislar un único pulso de luz que duraba 650 attosegundos.

Las contribuciones de los galardonados han permitido investigar procesos que son tan rápidos que antes eran imposibles de seguir.

“Ahora podemos abrir la puerta al mundo de los electrones. La física de attosegundos nos brinda la oportunidad de comprender los mecanismos que se rigen por los electrones. El siguiente paso será utilizarlos”, afirma Eva Olsson, presidenta del Comité del Nobel de Física.

Hay aplicaciones potenciales en muchas áreas diferentes. En electrónica, por ejemplo, es importante comprender y controlar cómo se comportan los electrones en un material. Los pulsos de attosegundos también se pueden utilizar para identificar diferentes moléculas, como en el diagnóstico médico.