Nobel de Física a tres científicos por la manipulación de partículas con tecnología láser

Los avances en la tecnología láser que han beneficiado significativamente la óptica y la medicina en general fueron merecedores del Premio Nobel de Física 2018. La academia sueca anunció que la mitad del galardón fue concedido al físico estadounidense Arthur Ashkin "por invenciones innovadoras en el campo de la física láser", y la otra mitad al francés Gérard Mourou y la canadiense Donna Strickland por su método de creación de pulsos ópticos de alta intensidad.

Ashkin, doctorado en Física de la Universidad de Cornell de 96 años, trabajó como investigador en los laboratorios Bell y Tecnologías Lucent. Allí, en la década del 60, comenzó a trabajar en lo que devendría, en 1986, en la invención de las pinzas ópticas. “Estos inventos han revolucionado la física láser, porque objetos extremadamente pequeños del orden nanométrico pueden ser capturados y ser movidos con un haz láser”, explicó Julio Mass, doctor en Ciencias Físicas y profesor de Uninorte.

“Es una versión microscópica de un abstractor, un haz hecho de láser de tal manera que puede arrastrar o empujar objetos muy pequeños, inclusive seres vivos, bacterias”, complementó Erick Tuiran, también docente del departamento de Física y Geociencias. Este avance que Ashkin alcanzó en 1987, cuando capturó bacterias vivas sin dañarlas, dio inicio a la posibilidad de estudiar sistemas biológicos. “Las pinzas ópticas ahora se usan ampliamente para investigar la maquinaria de la vida. Manipular partículas a nivel subatómico era ciencia ficción hace unos 60 años y ahora se está convirtiendo en una realidad, lo que muestra el alto desarrollo en la ciencia y tecnología en el presente siglo”, puntualizó Mass.

Gérard Mourou y Donna Strickland, tan solo la tercera mujer en un total de 210 laureados desde 1901, fueron distinguidos gracias al revolucionario artículo que publicaron en 1985, en el que “explicaban su método para crear pulsos de láser ultracortos de alta intensidad con un enfoque ingenioso, sin destruir el material amplificador”, contó el profesor Mass. De acuerdo con Tuirán, los pulsos altamente energéticos habían sido un imposible debido a que “las técnicas que utilizaban implicaban una gran energía que dañaba los sistemas”.

La técnica inventada por Strickland y Mourou, llamada "amplificación de pulso gorjeado", (chirped pulse amplification) o CPA, se transformó rápidamente en el método estándar para obtener rayos láser de alta intensidad. “Consiste en coger el pulso, estirarlo de tal manera que su energía es muy pequeña, después lo amplifican y una vez amplificado vuelven y lo comprimen, de tal manera que el pulso es altamente energético, pero corto en duración”, explicó el profesor Tuirán, quien tiene un doctorado en Ciencias Físicas. Estos pulsos, que duran la milbillonésima parte de un segundo, o un femtosegundo, “permite observar eventos que suceden entre las moléculas y los átomos tan rápidamente que antes parecían ser instantáneos y solo se podía describir el antes y el después”, comentó Mass.

La invención del dúo de científicos actualmente se utiliza en la cirugía ocular, aunque, según Mass, son “innumerables áreas de aplicación de estos trabajos que aún no han sido completamente exploradas”, ya que los rayos láser ultrafinos logran taladrar agujeros en diversos materiales de forma extremadamente precisa, incluso en materia viva. Mass también listó la fabricación de endoprótesis quirúrgicas, unos cilindros diminutos que ensanchan y refuerza los vasos sanguíneos, el tracto urinario y otros pasadizos dentro del cuerpo, como posible utilidad para esta tecnología ganadora del más reconocido galardón académico.

Por Leonardo Carvajalino