En el mes de octubre la Real Academia Sueca de Ciencias otorgó el Premio Nobel de Física 2023 a dos científicos y una científica por sus aportes en la attociencia, también denominada attofísica. En la FCEIA los docentes e investigadores Omar Fojón y Diego Boll estudian hace varios años esta rama de la Física que ha sido distinguida y tiene un gran futuro por delante.
Pierre Agostini (Estados Unidos), Ferenc Krausz (Alemania), y Anne L’Huillier (Suecia) fueron quienes recibieron el Premio Nóbel por sus experimentos con luz que han otorgado nuevas herramientas para explorar el mundo de los electrones al interior de los átomos y las moléculas. Se trata de pulsos de luz considerablemente breves que pueden usarse para medir los rápidos procesos de movimiento de electrones o cambios de energía.
“Un attosegundo es una trillonésima de segundo, es muy difícil de imaginar. Es el tiempo característico en el que se mueven los electrones en átomos, moléculas y sólidos” indica Omar Fojón, docente de Física e investigador en el Instituto de Física de Rosario, de la FCEIA (UNR) y el CONICET. “Los primeros attopulsos, o pulsos de attosegundos, se obtuvieron en laboratorio en el año 2001, son láseres pulsados como flashes de luz de una cámara fotográfica que duran muy poco tiempo. Eso da una posibilidad enorme de que uno pueda iluminar, sacar instantáneamente el movimiento de los electrones y seguir el camino, la dinámica de las reacciones químicas, de lo que ocurre con los materiales” indica Fojón.
“Es muy sorprendente que les hayan dado el Nóbel a raíz de los avances en attofísica porque hace poco tiempo, en el 2018, le dieron un Nobel a un grupo que desarrolló los láseres que permiten construir estos láseres, es como la materia prima de estos attopulsos, es una cascada de desarrollos” señala Diego Boll y agrega “Estamos todos esperando terminar de conocer esto lo suficientemente bien como para hacer el siguiente paso que es directamente ir a manipular las intenciones electrónicas en átomos y moléculas”.
Boll explica que con otros láseres, en la década del `90 se lograron modificar reacciones químicas pero trabajando sobre otros grados de libertad de la molécula, otros grados vibracionales. “Eso es algo que sucede mil veces más lento que esto. Lo que se logró ahora es aumentar en un factor mil la exposición al flash, es un flash que es mil veces más corto que lo que se tenía hace 15 o 20 años”. Fojón agrega con respecto a lo expresado por Boll, que se trata de láseres de los femtosegundos, que revolucionaron la química en ese momento, pero se había llegado a una meseta y no se podía bajar la duración, entonces, los avances actuales de los tres premios Nobel constituye un hito.
Estas investigaciones son de ciencia básica, son estudios realizados con el fin de incrementar los conocimientos de un tema, fundamentales y necesarias para que se puedan ir construyendo sobre estos saberes diversas aplicaciones científicas. Un ejemplo de esto es el láser. “Hoy día el láser está en todas partes, en un espectáculo de luces, un lector de CDS, en un puntero láser, es algo que está incluido en la tecnología cotidiana, que surgió en los `60 a partir de una investigación de ciencia básica, es decir, un estudio que no tenía como finalidad una aplicación y sin embargo pudo abrir la puerta para una tecnología de inconmensurables utilidades” explica Fojón.
Antecedentes de los físicos rosarinos
El Dr. Omar Fojón tuvo contacto con la temática de la attofísica en el año 2001. “Cuando me fui a trabajar en mis estudios posdoctorales a Madrid en el 2001, conocí los primero attopulsos y me fascinó el tema, sentí que se abría una puerta al futuro, tanto que cuando volví quise estudiar eso acá. Ahí apareció Diego, que es brillante, fuimos compañeros de ruta y no hubiera podido hacer el trabajo de investigación sin él”. Diego Boll es egresado de la Licenciatura en Física y Doctorado en Física de la FCEIA. Continuó sus estudios en Madrid y a su regreso siguieron trabajando juntos.
Omar Fojón destacó la importancia del trabajo en equipo, la colaboración científica, para marcar una diferencia y llegar más lejos. “Einstein cuando obtuvo el Nobel era una única persona y hoy son tres las personas que lo obtuvieron. Valoro que cada vez se trabaja más en equipo, de forma solidaria, compartiendo ideas, se crece. En el grupo hay una mujer, es la quinta que recibe el premio, la primera fue Marie Curie. Dentro de este camino también hay otra persona que hizo parte del camino, su tesis doctoral, con nosotros que es Lara Martini, egresada de nuestra carrera. La ciencia se vuelve cada vez más un trabajo cooperativo que permite, con mucho esfuerzo, obtener resultados que el día de mañana pueden ser útiles para la sociedad y eso es importante de resaltar” expresa Fojón.
Futuro y aplicaciones posibles de la attofísica
“Uno de los objetivos que se persigue es, dado que dispongo de un láser que saca flashes en instantes de movimientos de los electrones, ver si es posible seguir en la dinámica de una reacción química, por ejemplo. Una reacción química consta de electrones que pasan de un átomo a otro y se rompe el enlace de la molécula. Una posibilidad es intervenir en esa reacción y obtener nuevos productos, que no están presentes normalmente en la naturaleza y esto permitiría un gran número de aplicaciones. El anuncio del Premio Nóbel incluía posibles aplicaciones en diagnóstico médico, es decir, en la salud y el bienestar de las personas” señala Fojón.
Diego Boll indica que una de las cosas que no respondía Eisntein era ¿cuánto tiempo demora un electrón en salir desde dónde está hasta donde aparece por la acción de un fotón? “Todos estos pulsos están permitiendo avanzar en el estudio de cuánto demora un electrón en salir desde donde está hasta aparecer en ese lugar donde después uno lo detecta. Y esas son cuestiones fundamentales de la física, eran cosas que no se sabía nada básicamente y ahora se están empezando a saber”.
Para concluir, Boll señala “En Argentina se tiene por lo menos un grupo de gente que entiende qué es lo que está pasando en prácticamente todas las áreas de la ciencia. Hay colegas de todas disciplinas que se pueden sentar a discutir sobre este y otros temas con los principales referentes del mundo, se entiende qué es lo que está pasando, se entiende qué es lo que hacen y cómo se hace, muchas veces no están los recursos para poder hacerlo, pero comprenderlo, se lo comprende y muy bien. Me parece interesante reflexionar sobre esto, sobre todo en estos tiempos que corren, donde se discute tanto sobre el valor de la educación pública y la ciencia”.
