Ayer se entregó el Premio Nobel de Medicina a los padres de las vacunas de ARNm del coronavirus, Katalin Karikó y Drew Weissman. Hoy ha llegado el turno del Premio Nobel de Física, que ha sido para Pierre Agostini, de la Universidad de Ohio, Ferenc Krausz, del Instituto Max Planck, y Anne L’Huillier, de la Universidad de Lung, por «los métodos experimentales que generan pulsos de luz de attosegundos para el estudio de la dinámica de los electrones en la materia».

El anuncio ha tenido lugar alrededor de las 11:45, hora peninsular española (y hora sueca) en la Real Academia Sueca de Ciencias, en Estocolmo, y lo ha dado a conocer el Secretario General de dicha institución, Hans Ellegren.

Los ganadores tendrán que repartirse el premio de 10 millones de coronas suecas, equivalentes aproximadamente a unos 985.700 euros.  ¿Pero por qué es tan importante todo esto?

Captando in fraganti a los electrones

La fotografía de alta velocidad ha mejorado muchísimo en los últimos años. Es muy utilizada por los científicos de diferentes áreas. Por ejemplo, se puede emplear para observar a cámara lenta los rápidos movimientos de algunos animales, desde el aleteo del colibrí hasta la picadura de algunos insectos.

Sin embargo, en física hay movimientos que no se pueden captar con los métodos tradicionales. Este es el caso del movimiento de partículas subatómicas, como los electrones.

De hecho, en una molécula, los átomos que la componente pueden moverse y girar en millonésimas de mil millonésimas de segundo. Es decir, en femtosegundos. Se sabe que estos movimientos se pueden estudiar con pulsos cortos de láser. Sin embargo, cuando los átomos enteros se mueven, la escala de tiempo la determinan sus núcleos grandes y pesados, que son extremadamente lentos en comparación con los electrones, mucho más ligeros y ágiles.

Como resultado, cuando los electrones se mueven dentro de átomos o moléculas, lo hacen tan rápido que los cambios se difuminan en un femtosegundo. Por lo tanto, cuando nos referimos a electrones, las posiciones y las energías cambian a velocidades de entre uno y unos pocos cientos de attosegundos. Esta es una unidad equivalente a una milmillonésima parte de un segundo. Para hacernos una idea, desde la Asamblea del Nobel ponen un ejemplo muy ilustrativo:

«Un attosegundo es tan corto que el número de ellos en un segundo es el mismo que el número de segundos que han transcurrido desde que el universo entró en existencia, hace 13.800 millones de años».

Asamblea del Nobel

Esto es algo imposible de detectar con los métodos tradicionales. Y es aquí donde entran en juego los ganadores del Premio Nobel de Física.

Las dos fases que llevaron al Premio Nobel de Física

La primera pieza del rompecabezas la colocó Anne L’Huillier, al descubrir un efecto que se produce cuando la luz del láser interacciona con los átomos de un gas. Después, Pierre Agostini y Ferenc Krausz descubrieron que este efecto se puede utilizar para crear pulsos de luz más cortos. Ya se había visto que los pulsos de luz cortos pueden ayudar a medir movimientos muy rápidos, en la escala de femtosegundo. Por lo tanto, si esos pulsos de luz se acortaban mucho más, podrían alcanzar la escala de los attosegundos. Esa fue su hipótesis y, efectivamente, l0 consiguieron.

Gracias a eso, se ha podido observar con lupa el movimiento de los electrones, algo aplicable en áreas que van desde la electrónica hasta la medicina. Así, a pesar de ser un proceso complejo y aparentemente abstracto, en realidad tiene aplicaciones muy tangibles y beneficiosas para el ser humano. Por eso merece el Premio Nobel de Física.

La quinta ganadora del Premio Nobel de Física

Hay otro motivo más para celebrar este Premio Nobel de Física. Y es que, si bien estos galardones han sido siempre muy criticados por su baja representación de mujeres científicas, esta edición, de momento, está arrojando muy buenos resultados en ese aspecto. Ayer, Katalin Karikó se convirtió en la decimotercera ganadora del Premio Nobel de Medicina y hoy Anne L’Huillier se ha alzado como la quinta mujer en ganar el Premio Nobel de Física. ¿Están cambiando las cosas por fin? Tendremos que estar atentos a lo que queda de esta, y a futuras ediciones.

Mañana más

Este es el segundo de los tres galardones de categorías científicos. El tercero, el Premio Nobel de Química, se entregará mañana, 4 de octubre.