EL NOBEL DE FISICA 2018 por el Prof. Dr. D. Alberto Requena Rodríguez, académico numerario

Comienza el goteo de los Nobel. Es el ritual anual de reconocimiento de las investigaciones notables que han aportado algo significativo a la Humanidad. El Nobel de Física, con otros cuatro, figuró en el testamento de Alfred Nobel, cuando instituyó los premios en 1895 y se empezaron a entregar en 1901: Física, Química, Fisiología, Literatura y Paz. Se entregan oficialmente en Estocolmo en la ceremonia anual que se celebra el 10 de diciembre, aniversario de la muerte de su fundador. El de Física lo han logrado 200 hombres y es el premio que menos mujeres lo han conseguido,  solamente tres tres. El premio se ha otorgado hasta 2017 en 844 ocasiones a hombres, en 49 a mujeres y en 24 a organizaciones. 16 mujeres han conseguido el Nobel de la Paz, 14 el de Literatura, 12 el de fisiología, 4 el de Química, 2 el de Física y una el de Economía. Solo tres mujeres han alcanzado el de Física: Marie Curie (1903), junto con Becquerel “En reconocimiento a los extraordinarios servicios que han prestado con sus investigaciones conjuntas sobre los fenómenos de la radiación descubierta junto al profesor Henri Becquerel”; María Goeppert Mayer en 1963 junto con Wigner y Jensen, “Por sus descubrimientos sobre la estructura de capas nuclear”. Ahora, en 2018 Donna Strickland, junto con Gérard Mourou y Arthur Ashkin, “Por su método para generar pulsos ópticos ultra cortos de alta intensidad”, los dos primeros y a Askhin por su invento de las denominadas pinzas ópticas, con las que se ha abordado el estudio de bacterias sin dañarlas. En el bien entendido de que el reparto es un 50% para Askhin y el otro 50% a partes iguales entre Mourou y Donna Strickland.

C<omo tantas veces hemos referido, hoy el láser es un instrumento de propósito general con aplicaciones como herramienta básica en muchos campos en los que concurre aportando unas propiedades singulares en una radiación generada por emisión estimulada.  Las pinzas ópticas de Ashkin tienen muchas aplicaciones industriales y médicas. Podemos simplificar diciendo que se trata de poder coger (agarrar) partículas, átomos, moléculas, virus, bacterias y células, con unas pinzas que son de naturaleza óptica y que emplean la radiación láser. Todo se basa en la presión que ejerce la radiación que, a nivel de ejercicio en clase, por ejemplo, se plantea la capacidad del viento solar de hacer navegar a una nave a través del espacio interestelar. La presión de la radiación es capaz de mover objetos físicos y también de detener su movimiento. Se pueden impulsaar particulas hasta colocarlas bajo la acción del haz y detener su movimiento con radiación,m para estudiar mejor su comportamiento y estructura. Una de las aplicaciones consistió en capturar bacterias vivas para someterlas a estudio, sin infringirles ningún daño. Hoy las pinzas ópticas son una herramienta de uso general en los laboratorios especializados y gracias a ellas se obtiene mucha información sobre los sistema vivos.

Por otro lado Mourou y Donna Strickland aportaron la generación de pulsos láser ultracortos capaces de transmitir una densidad de energía mul elevada en tiempos tan pequeños que permite aplicaciones delicadas sin infringir daño.  Lograron no destruir el material amplificador con una estrategia que les llevó, primero a alargar los pulsos láser reduciendo la potencia máxima, para luego amplificarlos y finalmente los comprimieros. El resultado de esta estrategia es que al comprimir el pulso, se acorta y se aumenta su densidad, con lo que la intensidad aumenta considerablemente. Es la técnica, hoy usual en los laboratorios denominada Chirped Pulse Amplification (CPA)  Se logra amplificar la intensidad  hasta petavatios. Lo emplean la mayoría de los láseres de potencia, lo que significa que su potencia supera los 100 teravatios. Los láseres de Ti_zafiro basados en CPA llegan a ofrecer potencias entre 10 y 100 gigavatios. Son instrumentos imprescindibles en la generación de altas energías necesaarias para la fusión nuclear. Hay muchos proyectos esparcidos por el mundo, también en España, concretamente en Salamanca, en los que estos láseres y este tipo de estudios se lleva a a cabo.

La Quimica se beneficia mucho de estos avances, por cuanto los procesos moleculares a los que se tiene acceso van siendo cada vez más numerosos y significativos. El mundo a escala molecular 4es un escenario en el que cada vez nos desenvolvemos con mayor soltura. Significativamente los láseres van caminando hacia convertirse en herramientas insustituibles en el terreno industrial y científico. Buen ejemplo de ello es este reconocimiento del Nobel 2018 en que nuevamente se le hace subir al estrado de la distinción por su conrribución al progreso de la Humanidad.