AHORA MÁS CERCA, EL MUNDO DE LOS ELECTRONES
Resumen
LA CIENCIA JAMÁS SE DETIENE Y, CON CADA PASO QUE DA, REVELA MARAVILLAS QUE HACE UNOS AÑOS PARECÍAN IMPENSABLES. LA FÍSICA, PILAR FUNDAMENTAL EN ESTA CONSTANTE EVOLUCIÓN, ESTE AÑO HA SORPRENDIDO CON UNA REVOLUCIÓN EN ATTOFÍSICA, GRACIAS A LOS MÉTODOS EXPERIMENTALES QUE GENERAN PULSOS DE LUZ DE ATTOSEGUNDOS PARA EL ESTUDIO MINUCIOSO DE LA DINÁMICA DE LOS ELECTRONES EN LA MATERIA. LA REAL ACADEMIA DE LAS CIENCIAS DE SUECIA HA DECIDIDO OTORGAR EL PREMIO NOBEL DE FÍSICA 2023 A LOS FÍSICOS ANNE L’HUILLIER, PIERRE AGOSTINI Y FERENC KRAUSZ, QUIENES HAN PROPORCIONADO HERRAMIENTAS INVALUABLES PARA EXPLORAR CON PRECISIÓN EL MUNDO DE LOS ELECTRONES DENTRO DE LOS ÁTOMOS. ANNE L’HUILLIER, QUIEN HA DEJADO SU MARCA NO SÓLO EN LA FÍSICA, SINO TAMBIÉN COMO LA QUINTA MUJER EN RECIBIR ESTE GALARDÓN, SORPRENDIÓ AL MUNDO CIENTÍFICO EN 1987 CON LA OBSERVACIÓN DE MATICES DE LUZ COMPLETAMENTE DISTINTOS AL TRANSMITIR LUZ LÁSER INFRARROJA A TRAVÉS DE UN GAS NOBLE. CASI DOS DÉCADAS DESPUÉS, EN 2001, AGOSTINI Y KRAUSZ CONSIGUIERON PRODUCIR PULSOS DE LUZ QUE DURABAN APENAS 250 Y 650 ATTOSEGUNDOS, RESPECTIVAMENTE. ESOS AVANCES, MÁS ALLÁ DE LA PROEZA TÉCNICA Y CONCEPTUAL, ABREN PUERTAS HACIA EL ENTENDIMIENTO DE LA ATTOFÍSICA Y SUS FUTURAS APLICACIONES EN CAMPOS TAN DIVERSOS COMO MATERIALES AVANZADOS Y LA MEDICINA. PARA DESENTRAÑAR LA MAGNITUD DE ESTE DESCUBRIMIENTO Y ENTENDER SU ALCANCE, CONVERSAMOS CON GIUSEPPE PIRRUCCIO, INVESTIGADOR DEL INSTITUTO DE FÍSICA DE LA UNAM, QUIEN COMPARTIÓ SU VISIÓN SOBRE LA IMPORTANCIA DE ESTE PREMIO Y LAS REPERCUSIONES QUE PODRÍA TENER EN EL MUNDO CIENTÍFICO Y EN NUESTRA VIDA COTIDIANA. EL PREMIO SE CONCEDIÓ POR LA HABILIDAD DE FOTOGRAFIAR PROCESOS QUE OCURREN EN ATTOSEGUNDOS. SI HACEMOS ANALOGÍAS, UN ATTOSEGUNDO ES MIL VECES MÁS RÁPIDO QUE EL FEMTOSEGUNDO, UNA ESCALA MÁS CONOCIDA. NO OBSTANTE, SI VISUALIZAS EL MOVIMIENTO DE UN ELECTRÓN ALREDEDOR DE UN ÁTOMO, ÉSA ES LA ESCALA TEMPORAL DE UN ATTOSEGUNDO. ES LO SUFICIENTEMENTE RÁPIDO PARA VER A UN ELECTRÓN MOVERSE DENTRO DE UN SÓLIDO, MEDIR EL TIEMPO DE FOTOIONIZACIÓN, ENTRE OTROS FENÓMENOS DE DINÁMICA INTERNA. ESTA TECNOLOGÍA PODRÍA AYUDAR A COMPRENDER CÓMO EFICIENTAR LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA SOLAR. AHORA, PODEMOS VER CON PRECISIÓN CÓMO LOS ELECTRONES SE EXCITAN CON LA LUZ Y SE MUEVEN DENTRO DEL MATERIAL. PROBABLEMENTE, HAY PROCESOS QUE SE PUEDEN OPTIMIZAR, AL ENTENDER MEJOR CÓMO SE MUEVEN LOS ELECTRONES, REDUCIENDO PÉRDIDAS Y DEMOSTRANDO PROCESOS PREVIAMENTE SÓLO TEORIZADOS. LOS EXPERIMENTOS TIPO BOMBEOPRUEBA (TOMAR “FOTOS” A DIFERENTES TIEMPOS, LUEGO UNIRLAS PARA GENERAR UNA ESPECIE DE “VIDEO”, PERO NO GRABADO DE MANERA CONTINUA, QUE SIRVE PARA INVESTIGAR FENÓMENOS CADA VEZ MÁS RÁPIDOS EN UNA MUESTRA DE INTERÉS). SE PUEDEN OBSERVAR DIRECTAMENTE LOS PROCESOS DE DISPERSIÓN ENTRE ELECTRONES EN LA BANDA DE CONDUCCIÓN, EL MOVIMIENTO DE LOS ELECTRONES INTRABANDA, ETCÉTERA. FINALMENTE, LA COMUNIDAD CIENTÍFICA BUSCARÁ MÁS Y MÁS FORMAS DE GENERAR PULSOS DE ATTOSEGUNDOS, LO CUAL TENDRÁ UNA RETROALIMENTACIÓN POSITIVA SOBRE LA TECNOLOGÍA, UN EJEMPLO PUEDE SER EL DESARROLLO Y MEJORÍA DE LOS LÁSERES DE ELECTRONES LIBRES.