El láser ultrarrápido: cómo ‘retorcer’ la luz para llegar a lo desconocido

ALICANTE.  Un attosegundo es, a un segundo, lo que un segundo a la edad del universo. A este ritmo es capaz de moverse la luz, si se le da el ‘giro’ oportuno. Y formar una secuencia, una película, por ende, siguiendo la velocidad en este baile de ‘independencia’, de procesos brevísimos. Es el resumen del brillante descubrimiento, el auto-torque de luz, desarrollado por el Grupo de Investigación en Aplicaciones del Láser y Fotónica (ALF-USAL), de la Universidad de Salamanca, comandado por el investigador Carlos Hernández García. El salmantino, -premio en la categoría de Investigador Joven en Física Teórica, entre otros-, ha sido el primer protagonista del Aula de Ciencia y Tecnología organizada en su tercera edición por la Universidad de Alicante, con su charla de este jueves por la tarde en la sala Rafael Altamira.

“Actuamos sobre moléculas, átomos, viendo cómo se mueven. Tras ‘excitarlos’, hacemos que la nube de carga electrónica se reorganice”. A la larga, esto podría permitir incluso observar una reacción química en sus tiempos naturales. El Doctor en Física trabaja generando pulsos láseres ultrarrápidos. Tan rápidos que pueden transcurrir en la trillonésima parte de un segundo. Algo así como fotografiar la luz para captar la brevedad del universo. ¿El objetivo? Más sencillo de lo que puede resultar a simple vista: observar procesos aún desconocidos en la naturaleza e interaccionar con algunos materiales que de otra forma no sería posible, y a los que “no estamos acostumbrados”, detalla. Como un ojo curioso que se adentra en lo desconocido. “La palabra viene del inglés, ‘torque’. Como en un volante, se refiere a la tendencia ‘a girar’ un objeto. Lo más sorprendente es que la luz pueda hacer eso”. Aún más: lo que su equipo es capaz de hacer. “Nosotros tratamos de ‘esculpir’ esos pulsos láser: modificamos su secuencia, los retorcemos, podemos acelerarlos o frenarlos”.

Casi magia, si no fuera por la ciencia. A diferencia de sus ‘hermanos’ mayores, los torbellinos de luz de los años noventa -los famosos vórtices detectados en el rango espectral visible-, el proyecto de los pulsos en attosegundos permite medir y generar la energía, con un claro objetivo marcado, eso sí, a largo plazo: “replicar” procesos. “Hablamos de una ciencia que solo es ‘visible’ en los experimentos, de momento no tiene una aplicación práctica”. Esta es otra de las grandes diferencias con respecto al trabajo a escala de centosegundo mencionado a principios del párrafo–a tiempos más rápidos-, en la que también indagan los investigadores y que es aplicable en procesos de microscopía, microprocesado y microestructurado. El resultado es, en ambos casos, precisión: lo que él denomina “agujeros perfectos”, como en las operaciones de tejido ocular. “Sí es cierto que el desarrollo de la tecnología láser parte de la óptica pero es una de las herramientas más transversales que existen”, detalla.

Todo un campo por sembrar, por tanto, pero que no obvia su premisa, como insiste el físico teórico. “Considero que hay que justificar la ciencia fundamental; es necesaria. Sin Albert Einstein, por ejemplo, sin la teoría cuántica, no hubiéramos tenido el láser”. La razón, en este sentido, se la ha dado al investigador Europa, más que España, casi siempre, y desde que arrancó con esta aventura. “Las patentes necesitan una muy buena base de ciencia fundamental, en eso nos centramos”. El grupo de investigación de la Universidad de Salamanca lo forman una veintena de personas. “El factor humano me convence mucho. La ciencia no puede estar basada en individualidades, es un trabajo en equipo, siempre lo digo”. De estas, en la parte específica de pulsos ultracortos, hay tres investigadores senior y cuatro doctorandos. “El año pasado logré estar incluido en un proyecto ERC Starting Grant de la Unión Europea, dotado con un millón y medio de euros para los próximos cinco años, con lo que vamos a contratar a otras seis personas”, celebra Hernández. Además de esta inyección económica, la investigación de los pulsos láser a tiempos muy breves se sufraga gracias a la financiación regular de proyectos nacionales, y también de regionales, en este caso, de la Junta de Castilla y León.

“Desde 40.000 hasta 100.000 euros es lo que puede costar un proyecto de este tipo, para unos cuantos años”. Aunque no solo subvenciones de carácter público. El físico teórico fue beneficiario en 2017 de una Leonardo a Investigadores y Creadores Culturales de la Fundación BBVA en Ciencias Básicas, sin olvidar las continuadas colaboraciones y sinergias con la Universidad de Colorado, JILA, donde estuvo dos años, dentro de un proyecto europeo postdoctoral Marie Curie. “Charlas como las promovidas por la UA son relevantes para acercar la ciencia a la sociedad, ya que en los debates políticos no se suele hablar del tema”, subraya el investigador Ramón y Cajal. Entre los últimos reconocimientos de Carlos Hernández, destaca el Premio Fresnel de la European Physical Society y el Premio de Física por la Real Sociedad Española de Física, ambos en 2019. Lo que ha querido compartir este jueves en la Sede Universitaria de la Universidad de Alicante ha sido su viaje “por la motivación” en la investigación realizada en la Universidad de Salamanca, desde los orígenes de los láseres tan cortos, hasta los procesos, y también el que es su día a día. “Estamos abriendo camino en estas fronteras, pero la tecnología ha de evolucionar. También tratamos de encontrar las leyes físicas que intervienen en este tipo de reacciones”.

Un descubrimiento que surge fruto del famoso ‘eureka’, como reconoce Hernández, de la “casualidad”, para convertir al auto-giro de la luz en el baile más bello –y breve- del universo. Aunque solo sea por unos instantes.