Este martes 2 de octubre, la Real Academia Sueca de Ciencias ha decidido otorgar el Premio Nobel de Física 2018 al estadounidense Arthur Ashkin (Nueva York, 1922), de los Laboratorios Bell, Holmdel, Estados Unidos de América “por sus pinzas ópticas y su aplicación a los sistemas biológicos”, así como al francés Gérard Mourou (Albertville, 1944), de la Escuela Politécnica de Palaiseau, Francia, y la canadiense Donna Strickland (Guelph, 1959), de la Universidad de Waterloo, Canadá, “por su método para generar pulsos ópticos ultracortos de alta intensidad”. El Dr. Ashkin recibirá la mitad del Premio, y la otra mitad se compartirá entre la Dra. Strickland y el Dr. Mourou.

Herramientas hechas de luz

Illustración: Johan Jarnestad / Real Academia Sueca de Ciencias

Los inventos que han sido premiados este año han revolucionado la física de los láser. Objetos extremadamente pequeños y procesos increíblemente rápidos, se ven ahora bajo otra óptica. Los instrumentos de precisión avanzados están abriendo áreas de investigación inexplorados hasta el momento y una multitud de aplicaciones industriales y médicas.

Entender la maquinaria de la vida

Arthur Ashkin inventó unas pinzas ópticas capaces de sujetar partículas, átomos, virus y otras células vivas con sus ‘dedos’ de rayos láser. Esta nueva herramienta permitió al Doctor Ashkin alcanzar un viejo sueño de ciencia ficción, haciendo uso de la presión de la luz para mover objetos físicos. Logró que la luz láser empujara diminutas partículas hacia el centro del haz y las mantuviera ahí. Las pinzas ópticas fueron inventadas.

Arthur Ashkin, en su casa en Nueva Jersey / Fotografía: Brendan Mcdermid – Reuters

Otro avance importante se produjo en 1987, cuando Ashkin empleó estas pinzas para capturar bacterias vivas sin dañarlas. Inmediatamente empezó a estudiar sistemas biológicos, y estas pinzas ópticas se usan hoy para investigar la maquinaria de la vida.

Pulsos láser de alta intensidad

Gérard Mourou y Donna Strickland allanaron el camino hacia los pulsos láser más cortos e intensos jamás creados por la humanidad. Su artículo revolucionario fue publicado en 1985 y se convirtió en la base de la tesis doctoral de Strickland.

Utilizando un ingenioso enfoque, lograron crear pulsos láser ultracortos de alta intensidad y ultracortos sin destruir el material amplificador. Primero estiraron en tiempo los pulsos del láser para reducir su potencia máxima, luego los amplificaron y finalmente los comprimieron. Si un pulso se comprime y reduce, se empaqueta entonces más luz en el mismo espacio diminuto; y esto aumenta drásticamente su intensidad.

Múltiples campos de aplicación

Gérard Mourou, en su laboratorio de la Escuela Politécnica de Palaiseau, en Francia / Fotografía: Charles Platiau – Reuters

La nueva técnica inventada por Strickland y Mourou, llamada amplificación de pulso con chirrido –CPA, por sus siglas en inglés-, pronto se convirtió en un estándar para los posteriores láseres de alta intensidad. Sus usos incluyen millones de cirugías oculares correctivas que se realizan cada año utilizando láser de alta precisión.

Donna Strickland, en su casa de Waterloo, en Ontario, Canadá. / Fotografía: Peter Power – Reuters

Los inumerables campos de aplicación aún no se han explorado. Sin embargo, incluso ahora, estos inventos sobresalientes nos permiten adentrarnos en el micromundo para el beneficio de la humanidad. Cabe señalar que la Doctora Strickland es la tercera mujer en verse galardonada con el Nobel de física, después de Marie Curie en 1903 por su trabajo acerca de la radioactividad y María Goeppert-Mayer en 1963, por sus investigaciones sobre la estructura interna del núcleo de los átomos.

Fuente: Real Academia de las Ciencias de Suecia

Boletín original: https://www.kva.se/en/pressrum/pressmeddelanden/nobelpriset-i-fysik-2018