Ciencia en attosegundos: ¿de qué se trata la investigación de los ganadores del Premio Nobel de Física 2023?

Este martes la Real Academia Sueca de Ciencias otorgó el Premio Nobel de Física 2023 a Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L'Huillier por su trabajo pionero sobre pequeños electrones moviéndose en lapso de attosegundos, una unidad de tiempo tan ultrarrápido que antes se pensaba que eran imposibles de rastrear.

Los experimentos de los galardonados produjeron pulsos de luz tan cortos que debieron ser medidos en los mentados attosegundos, y demostraron que estos pueden usarse para proporcionar imágenes de procesos dentro de átomos y moléculas.

Attosegundos y átomos

Toda la materia que conocemos está compuesta por átomos y, dentro de ellos, los electrones son su unidad más pequeña.

La investigación del trío científico observó precisamente el comportamiento de estos elementos durante una fracción de segundo increíblemente pequeña: los attosegundos.

Aquí empieza lo interesante: ¿qué tan pequeños son? Comencemos con los segundos. Nuestro corazón late cada segundo, mientras un colibrí puede batir hasta 80 veces sus alas en el mismo tiempo. Pero los átomos se mueven a una escala de tiempo menor: en una molécula, los átomos pueden moverse y girar en millonésimas de milmillonésima de segundo, una escala llamada femtosegundos (0.000 000 000 000 001 segundos).

Sin embargo, de acuerdo al comité que entregó el premio, en los electrones las posiciones y las energías cambian a velocidades de entre uno y unos pocos cientos de attosegundos, una milmillonésima de una milmillonésima de segundo (0.000 000 000 000 000 001 segundos).

En un formato filosófico, un attosegundo es tan corto que “el número de ellos en un segundo es igual al número de segundos transcurridos desde que el universo nació hace 13.800 millones de años”.

Gracias a Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L'Huillier, es la primera vez en la historia humana que hemos podidos saltar de ver procesos atómicos en el femtosegundo a los attosegundos.

Las posibilidades para todos los campos

Los pulsos de attosegundos investigados por los científicos se pueden utilizar para probar los procesos internos de la materia y para identificar diferentes eventos.

Según el Comité del Premio Nobel, estos pulsos se pueden utilizar en áreas que van desde la electrónica hasta la medicina.

"La capacidad de generar attosegundos de luz ha abierto la puerta en una escala de tiempo extremadamente pequeña, y también abrió la puerta al mundo de los electrones", dijo Eva Olsson, presidenta del comité del Nobel de Física, en el anuncio. “En 1925, Werner Heisenberg argumentó que este mundo no se puede ver. Gracias a la física de attosegundos, esto está empezando a cambiar”.