Arthur Ashkin, Gérard Mourou y Donna Strickland
Arthur Ashkin, Gérard Mourou y Donna Strickland - Ilustración: Niklas Elmehed

Nobel de Física 2018 para las herramientas hechas de luz

Los estadounidenses Arthur Ashkin y Gérard Mourou y la canadiense Donna Strickland inventaron las pinzas ópticas y los pulsos de láser de las operaciones de miopía

MadridActualizado:

El Nobel de Física de 2018 parece de ciencia ficción, pero sus aplicaciones son tan amplias que han llegado incluso a las ya tan habituales operaciones de miopía. Los estadounidenses Arthur Ashkin y Gérard Mourou y la canadiense Donna Strickland han sido galardonados por la academia sueca por sus contribuciones en el desarrollo de unas herramientas de precisión avanzadas hechas de algo tan maravillosamente intangible como es la luz. Ashkin (Nueva York, 1922) inventó las pinzas ópticas que agarran partículas, átomos, virus y otras células vivas con sus «dedos» de rayos láser, mientras que Mourou (Albertville, Francia, 1944) y Strickland (Guelph, Canadá, 1959) desarrollaron un método para generar los pulsos de láser más cortos e intensos creados por la humanidad, esos que han permitido a tanta gente volver a ver con nitidez tras salir del quirófano.

Según el Instituto Karolinska de Estocolmo, estas invenciones han revolucionado la física de láser, permitiendo contemplar objetos extremadamente pequeños en una nueva luz, abriendo áreas de investigación inexploradas y permitiendo multitud de aplicaciones industriales y médicas.

El sueño de Arthur Ashkin era mover objetos con luz, como ocurría en la serie de culto Star Trek, en la que un rayo tractor se podía utilizar para recuperar objetos, incluso asteroides en el espacio, sin tocarlos. Por supuesto, el investigador no pretendía llegar tan lejos. La presión de la luz es demasiado pequeña para poder sentir siquiera una pequeña pizca, pero el investigador se preguntaba si tendría la fuerza para empujar un átomo.

Inmediatamente después de la invención del primer láser en 1960, Ashkin comenzó a experimentar con el nuevo instrumento y consiguió empujar unas pequeñas partículas y mantenerlas donde deseaba con luz láser. Pero en 1987 fue todavía más allá y utilizó estas increíbles pinzas ópticas para capturar bacterias vivas, por supuesto sin dañarlas. Inmediatamente comenzó a estudiar sistemas biológicos y este instrumento es ahora ampliamente utilizado para investigar la maquinaria de la vida. Por ejemplo, las propiedades de los motores moleculares, grandes moléculas que realizan un trabajo vital dentro de las células. Además, las pinzas ópticas también pueden utilizarse para separar las células sanguíneas sanas de las infectadas, algo que podría aplicarse ampliamente en la lucha contra la malaria.

Tercera mujer premiada

El trabajo de Gérard Mourou y Donna Strickland se remonta a 1985, cuando publicaron un artículo revolucionario en el que explicaban su método para crear pulsos de láser ultracortos de alta intensidad con un enfoque ingenioso, sin destruir el material amplificador. Primero estiraron los pulsos de láser a tiempo para reducir su potencia máxima, luego los amplificaron y finalmente los comprimieron. Si un pulso está comprimido a tiempo y se hace más corto, entonces se empaqueta más luz en el mismo pequeño espacio, por lo que la intensidad del pulso aumenta drásticamente.

Estos pulsos son tan breves como un femtosegundo, la milbillonésima parte de un segundo, lo que 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. La extremadamente alta intensidad de un láser también hace que su luz sea una herramienta para cambiar las propiedades de la materia: los aislantes eléctricos se pueden convertir en conductores, y los rayos láser ultrafinos hacen posible taladrar agujeros en diversos materiales de forma extremadamente precisa, incluso en materia viva. Estos usos incluyen los millones de cirugías oculares correctivas que se realizan cada año usando los rayos láser más nítidos.

Esta tecnología también puede permitir un almacenamiento de datos más eficiente y la fabricación de endoprótesis quirúrgicas, unos cilindros diminutos que ensanchan y refuerza los vasos sanguíneos, el tracto urinario y otros pasadizos dentro del cuerpo. Aunque, como explican desde la academia sueca, las innumerables áreas de aplicación de estos trabajos aún no han sido completamente exploradas, «estos famosos inventos nos permiten adentrarnos en el micromundo con el mejor espíritu de Alfred Nobel, para el mayor beneficio para la humanidad», aseguran.

Strickland es además la tercera mujer en recibir el Nobel de Física en la historia de estos galardones, después de Maria Goeppert-Mayer (1963) y Marie Curie (1903). «Necesitamos celebrar a las mujeres físicas porque están allí fuera... Me siento honrada de ser una de esas mujeres», ha dicho la galardonada, la primera desde hace 55 años.

El pasado año, el Nobel en esta categoría fue a parar a las manos de los estadounidenses Rainer Weiss, Barry C. Barish y Kip S. Thorne , desarrolladores del interferómetro de Láser LIGO, por sus aportaciones en el colosal hallazgo de las ondas gravitacionales, unas ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo predichas por Albert Einstein hace cien años en su teoría general de la relatividad.

Este lunes, la academia sueca inauguró la semana de los Nobel con el de Medicina, que recayó en el biólogo estadounidense James P. Allison y en el médico japonés Tasuko Honjo por sus trabajos en la inmunoterapia como estrategia contra el cáncer. Mañana martes se otorgará el de Química.