Investigaciones en Attosegundos y Nuevos Logros en la Ciencia
En un mundo donde la percepción del tiempo es limitada, el universo microscópico opera a una velocidad inimaginable. En este ámbito, los eventos ocurren en attosegundos (as), unidades equivalentes a la trillonésima parte de un segundo (10-18 segundos). Estos rápidos fenómenos son cruciales para entender el comportamiento de la materia y la interacción entre partículas. Recientemente, el científico canadiense Allan Johnson ha sido reconocido por su investigación en este fascinante campo, logrando generar pulsos de rayos X de 19,2 attosegundos en el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO).
Premios Nobel y Reconocimientos en Física
En 2023, el Nobel de Física fue entregado al húngaro Ferenc Krausz, la francesa Anne L’Huillier y Pierre Agostini, en reconocimiento a sus avances en pulsos de luz extremadamente breves. Este descubrimiento permite medir el movimiento y transferencia de energía de los electrones, marcando un hito en la física moderna. Este premio se produjo ocho meses después de recibir el Premio Fronteras del Conocimiento en Ciencias Básicas, otorgado por la Fundación BBVA.
El trabajo de Allan Johnson y el Premio Investigador Joven
Allan Johnson, quien lidera investigaciones en el IMDEA Nanociencia, fue galardonado con el Premio Investigador Joven en Física Experimental. Este reconocimiento es resultado de su experimento en la generación de pulsos ultrarrápidos de luz, los cuales son fundamentales para explorar el mundo cuántico y estudiar las interacciones entre electrones.
Detrás de los Pulsos de Rayos X
Johnson ha desarrollado el régimen sobreimpulsado, una técnica que utiliza láseres de alta potencia para producir pulsos de rayos X de attosegundos. Este proceso implica alcanzar temperaturas extremas, generando un plasma que facilita el estudio de materiales complejos. Según el científico, “cuando generamos el plasma, emitimos un pulso de rayos X de un attosegundo, el cual sirve como herramienta para otros experimentos”.
Impacto en la Ciencia y Tecnología
Las aplicaciones de sus investigaciones son vastas. Johnson resalta la importancia de entender la dinámica electoral, lo cual es esencial en la física cuántica: “En materiales normales, consideramos que los electrones actúan de manera independiente; sin embargo, en materiales cuánticos, necesitamos analizar cómo interactúan”. Este entendimiento es crítico, por ejemplo, para reducir las pérdidas de electricidad, contribuyendo así en la lucha contra el cambio climático.
Además, la tecnología de régimen sobreimpulsado tiene un amplio rango de aplicaciones en la metrología y el diseño de microprocesadores, lo que permite la visualización de células con una resolución superior a la de cualquier microscopio óptico disponible.
Nuevas Fronteras en la Ciencia de Materiales
Las investigaciones también prometen revolucionar la ciencia de los materiales. “A escalas nanométricas, podemos alterar las propiedades magnéticas de materiales e, incluso, inducir superconductividad”, comenta Johnson. Si bien el objetivo es crear materiales con propiedades únicas, reconoce que aún queda un largo camino por recorrer para materializar estos sueños. Sin embargo, subraya que ya existen aplicaciones en procesamiento de información y computación neuromórfica.
El Récord del ICFO en Pulsos de Rayos X
En paralelo, el ICFO ha establecido un nuevo récord al obtener el pulso de rayos X más corto hasta la fecha, de solo 19,2 attosegundos. Este avance permite observar procesos en física, química y biología de manera directa, lo que podría transformar la comprensión de fenómenos como la fotovoltaica y la catálisis. Jens Biegert, físico en el ICFO, afirma que esta capacidad es fundamental para desarrollar tecnologías cuánticas y avanzar en el conocimiento acerca de la dinámica electrónica.
Estos hallazgos abren nuevas vías en la investigación fundamental y aplicada, mostrando el potencial significativo que tienen los avances en los tiempos de medida más cortos.
