El Premio Nobel de Física 2023 ha sido otorgado a tres científicos por su trabajo pionero en la generación de pulsos de luz ultrarrápidos que pueden capturar el movimiento de los electrones dentro de los átomos. 

Los galardonados son Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L'Huillier. 

Pierre Agostini reside en la Universidad Estatal de Ohio en Estados Unidos.  Ferenc Krausz trabaja en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Alemania.  Anne L'Huillier trabaja en la Universidad de Lund en Suecia.

Sus innovadores experimentos con la luz han abierto la posibilidad de estudiar el mundo ultrarrápido de los electrones.

El Premio y la Importancia del Descubrimiento

El premio fue anunciado el martes por la Real Academia Sueca de Ciencias, que otorga los premios Nobel. Los tres ganadores se repartirán el premio en metálico de 11 millones de coronas suecas (alrededor de 1 millón de dólares).

El logro clave galardonado con el Premio Nobel es la generación de ráfagas de luz extremadamente cortas, en la escala de attosegundos. Un attosegundo es una quintillónésima (1×10^-18) de segundo. 

Para poner en perspectiva este minúsculo lapso de tiempo, un segundo comparado con la edad del universo es un attosegundo comparado con un segundo.

Antes del desarrollo de los pulsos de luz de attosegundos, era imposible rastrear el movimiento y el comportamiento de los electrones, ya que se mueven increíblemente rápido en escalas de tiempo de milmillonésimas de segundo.

Ahora, estos pequeños destellos de luz actúan como cámaras de ultra alta velocidad, tomando imágenes que revelan el mundo oculto de los electrones que se mueven rápidamente dentro de los átomos y las moléculas.

El trabajo de los premiados

Cada uno de los tres galardonados contribuyó con innovaciones críticas que colectivamente permitieron la creación y aplicación de pulsos de luz de attosegundos.

En 1987, la física francesa Anne L'Huillier descubrió que hacer brillar un láser a través de un gas noble podía producir múltiples longitudes de onda de luz de alta frecuencia. 

Estos surgen de la energía del láser que excita los electrones de los átomos, que luego emiten luz con energías específicas cuando se relajan.

A partir de este fenómeno, el físico francés Pierre Agostini generó pulsos consecutivos de 250 attosegundos de duración en 2001. 

Casi al mismo tiempo, el científico húngaro Ferenc Krausz ideó una forma de aislar un único pulso de luz de 650 attosegundos.

Gracias a los logros combinados de los tres físicos, los científicos ahora tienen la capacidad de observar el comportamiento de los electrones en su escala de tiempo nativa ultrarrápida, lo que permite capturar procesos atómicos previamente ocultos.

Aplicaciones y promesa futura

Además de proporcionar nuevos conocimientos fundamentales sobre el mundo cuántico, el trabajo de los galardonados está abriendo puertas a muchas aplicaciones que benefician a la sociedad. 

Por ejemplo, la obtención de imágenes de electrones en attosegundos podría hacer avanzar significativamente la electrónica al mejorar el control sobre las corrientes de electrones. 

En medicina, la técnica podría permitir nuevos métodos de diagnóstico rápido para detectar biomarcadores de enfermedades.

La presidenta del comité del Nobel de Física, Eva Olsson, señaló que esto es sólo el comienzo: “Ahora podemos abrir la puerta al mundo de los electrones. La física de attosegundos nos brinda la oportunidad de comprender los mecanismos gobernados por electrones”.

La investigación pionera galardonada con el Premio Nobel de este año representa los primeros pasos hacia el apasionante ámbito de la ciencia del attosegundo. 

Es probable que la capacidad de visualizar la dinámica de los electrones se convierta en una herramienta indispensable en la física, la química, la biología, la ciencia de los materiales y muchos más campos. 

Así como los microscopios revolucionaron la biología, las imágenes de attosegundos prometen transformar la comprensión básica de la materia en escalas más pequeñas.