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La investigación sobre electrones que obtuvo el Premio Nobel de Física 2023

3 de octubre de 2023

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El Premio Nobel de Física 2023 ha sido otorgado a los físicos franceses Anne L’Huillier y Pierre Agostini y al húngaro Ferenc Krausz, por sus contribuciones pioneras al estudio de la dinámica de los electrones.

Los galardonados desarrollaron métodos para generar pulsos de luz extremadamente cortos, lo que permitió explorar por primera vez los procesos ultrarrápidos en los que los electrones se mueven y cambian de energía dentro de átomos y moléculas.

Para entender parte del pionero trabajo de Agostini, Krausz y L’Huillier es necesario saber que los electrones se mueven o cambian de energía a una escala de tiempo extremadamente breve, conocida como attosegundos, que equivale a una trillonésima parte de un segundo.

Por ejemplo, un electrón tarda 150 attosegundos en dar la vuelta al núcleo de un átomo de hidrógeno, lo cual no había podido ser percibido por las restricciones tecnológicas existentes. La herramienta desarrollada por estos físicos permite hacer «fotografías» a este proceso y ver el movimiento de los electrones en tiempo real.

Un trabajo de más de 30 años

Los estudios de estos físicos permiten ampliar la comprensión sobre la distribución y el comportamiento de los electrones en los átomos.

El desarrollo de esta revolucionaria herramienta se remonta a 1987, cuando Anne L’Huillier observó la emisión de diversos matices de luz al transmitir luz láser infrarroja a través de un gas noble, un fenómeno vinculado a la interacción del láser con los átomos del gas.

A partir de estos experimentos con luz láser en gases nobles, Pierre Agostini, profesor de la Universidad del Estado de Ohio (EE UU), logró producir en 2001 una serie de pulsos de luz consecutivos que apenas duraban 250 attosegundos. En paralelo, Ferenc Krausz, actual director del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica y docente de la Universidad de Múnich (en Garching, Alemania), consiguió un pulso de luz de 650 attosegundos.

Por lo tanto, el reconocimiento de la Real Academia Sueca de las Ciencias no solo celebra los logros individuales de estos científicos, sino también la innovadora herramienta que han desarrollado para explorar y estudiar el mundo de los electrones en átomos y moléculas, lo que promete avances importantes en diversas áreas como la electrónica, la comprensión del comportamiento de los electrones en materiales o la identificación de moléculas para el diagnóstico médico.

Quinta mujer en ganar el Nobel de Física

Anne L’Huillier se ha convertido en la quinta mujer en recibir el Premio Nobel de Física, un galardón que, desde su creación en 1901, ha distinguido mayoritariamente a científicos varones.

En total, de los 224 galardonados con el Nobel de Física a lo largo de la historia, solo 5 han sido mujeres:

Marie Curie (1903), por sus estudios pioneros sobre radiación.
Maria Goeppert Mayer (1963), por su descripción de la estructura nuclear de los átomos.
Donna Strickland (2018), por desarrollar un método láser de pulsos ultracortos.
Andrea Ghez (2020), por el descubrimiento de un objeto supermasivo en el centro de la Vía Láctea.
Y este año, la francesa Anne L’Huillier, por sus investigaciones fundamentales sobre el comportamiento de los electrones.

L’Huillier ha manifestado que le gustaría que en un futuro ganen el Nobel de Física muchas más mujeres, para seguir reduciendo la abrumadora brecha de género que ha prevalecido históricamente entre los laureados.

La entrega de premios Nobel no ha concluido aún, y en los próximos días, la comunidad científica estará atenta a los anuncios en otras disciplinas, como Química, Literatura, Paz y Economía.