La Academia de Ciencias de Suecia ha concedido la otra mitad de este galardón a Reinhard Genzel y a Andrea Ghez, «por el descubrimiento de un objeto compacto supermasivo en el centro de nuestra galaxia».

Penrose es un físico matemático británico y profesor emérito de Matemáticas de la Universidad de Oxford. Es reconocido por su trabajo en física matemática, en particular por sus contribuciones a la teoría de la relatividad general y a la cosmología.

Reinhard Genzel trabaja en la Universidad de Berkeley y el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre, mientras Andrea Ghez investiga desde la UCLA (Universidad de California en Los Ángeles).

Los galardonados comparten el Premio Nobel de Física de este año por sus descubrimientos sobre uno de los fenómenos más exóticos del universo, el agujero negro. Roger Penrose demostró que la teoría general de la relatividad conduce a la formación de agujeros negros. Reinhard Genzel y Andrea Ghez descubrieron que un objeto invisible y extremadamente pesado gobierna las órbitas de las estrellas en el centro de nuestra galaxia. Un agujero negro supermasivo es la única explicación conocida actualmente.

Según el comunicado de la Aacdemia de Ciencias de Suecia, Roger Penrose utilizó ingeniosos métodos matemáticos en su demostración de que los agujeros negros son una consecuencia directa de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein. El mismo Einstein no creía que los agujeros negros realmente existieran, esos monstruos superpesados que capturan todo lo que entra en ellos. Nada puede escapar, ni siquiera la luz.

En enero de 1965, diez años después de la muerte de Einstein, Roger Penrose demostró que los agujeros negros realmente se pueden formar y los describió en detalle; en su corazón, los agujeros negros esconden una singularidad en la que cesan todas las leyes conocidas de la naturaleza. Su artículo innovador todavía se considera la contribución más importante a la teoría general de la relatividad desde Einstein.

Reinhard Genzel y Andrea Ghez lideran cada uno un grupo de astrónomos que, desde principios de la década de 1990, se ha centrado en una región llamada Sagitario A * en el centro de nuestra galaxia. Las órbitas de las estrellas más brillantes más cercanas al centro de la Vía Láctea se han cartografiado con una precisión cada vez mayor. Las mediciones de estos dos grupos concuerdan, y ambos encontraron un objeto invisible extremadamente pesado que tira del revoltijo de estrellas, haciéndolas correr a velocidades vertiginosas. Alrededor de cuatro millones de masas solares se agrupan en una región no mayor que nuestro sistema solar.

Usando los telescopios más grandes del mundo, Genzel y Ghez desarrollaron métodos para ver a través de las enormes nubes de gas y polvo interestelar hasta el centro de la Vía Láctea. Extendiendo los límites de la tecnología, perfeccionaron nuevas técnicas para compensar las distorsiones causadas por la atmósfera terrestre, construyeron instrumentos únicos y se comprometieron con la investigación a largo plazo. Su trabajo pionero nos ha proporcionado la evidencia más convincente hasta ahora de un agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea.

“Los descubrimientos de los galardonados de este año han abierto nuevos caminos en el estudio de objetos compactos y supermasivos. Pero estos objetos exóticos todavía plantean muchas preguntas que piden respuestas y motivan la investigación futura. No sólo preguntas sobre su estructura interna, sino también preguntas sobre cómo probar nuestra teoría de la gravedad en las condiciones extremas en las inmediaciones de un agujero negro ”, dice David Haviland, presidente del Comité Nobel de Física.

Rodrigo, catedrática de Física Atómica de la Universidad de Cantabria, se convirtió en uno de los grandes referentes de la ciencia española gracias a sus trabajos punteros en el campo de la física experimental de las partículas elementales.

EXITOSA CARRERA

La leridana participó, entre otros, en dos experimentos de gran importancia internacional. Por un lado, el descubrimiento del «top quark», colaborando en aspectos fundamentales de la investigación durante su periodo en el Fermi National Accelerator Laboratory (FERMILAB). Por otro, jugó un importante papel en el descubrimiento del Bosón de Higgs en 2012. Razón por la que ese mismo año se convirtió en la primera científica española que entraba en el Comité de Política Científica del CERN.

Fue elegida una de las Top 100 Mujeres Líderes en España. Coautora de numerosas publicaciones científicas y galardonada por su trabajo con numerosos reconocimientos entre los que destaca el I Premio Julio Peláez a Pioneras de las Ciencias Físicas, Químicas y Matemáticas. Además de haber sido nombrada doctora honoris causa por la Universidad Internacional Menéndez y Pelayo y medalla de plata, de la Universidad de Cantabria.

Además, y a pesar de su enfermedad, Teresa Rodrigo ha liderado la contribución española en la definición de la nueva Estrategia Europea en Física de Partículas (2018-2026).

Ha sido todo un ejemplo como mujer de ciencia, y una pionera en el ámbito de la física donde destacó gracias a su talento, esfuerzo y trabajo.

Descanse en paz.

Primer avance

El primer gran avance, en el que la luz ejerce presión sobre un objeto, ocurrió hace casi medio siglo, cuando Arthur Ashkin fue el primero en utilizar la fuerza óptica, que es el resultado de la presión de radiación de la luz, para desplazar partículas pequeñas. No mucho después, utilizó el mismo principio para atrapar partículas. Luego, se necesitaron otros 15 años para que – también Ashkin – consiguiera atrapar partículas con un solo haz láser, en lugar de dos, y establecer el nombre actual de la técnica: pinzas ópticas. Posteriormente, Ashkin y muchos otros después de él comenzaron a usar estas pinzas ópticas para estudiar sistemas biológicos, que es donde la técnica se emplea con mas frecuencia en la actualidad. Una gran característica de esta técnica es que permite la captura y manipulación no invasiva de partículas, incluso en células vivas.

Conexión con el Nobel de 1997

Existe una conexión interesante entre el Premio Nobel de Física 2018 y el de 1997, que fue otorgado por el «desarrollo de métodos para enfriar y atrapar átomos con luz láser». En ese último caso, la técnica utilizada para atrapar los átomos se basó en los principios desarrollados por Ashkin. Además, uno de los tres galardonados con el premio de 1997 fue Steven Chu, quien en algún momento fue reclutado para trabajar en la captura de átomos con láser, por un tal Arthur Ashkin… También es de destacar que Ashkin, quien cumplió 96 años el mes pasado, al parecer aún realiza experimentos… en el sótano de su casa.

Segundo avance

Para el segundo avance premiado, donde la luz es “empujada”, tenemos que volver a mediados de los ochenta. En ese momento, la tecnología láser estaba relativamente bien establecida, pero parecía imposible crear pulsos ultracortos (con una duración de picosegundos o menos) por encima de ciertas intensidades. El principal obstáculo era el daño material que se producía en el láser debido a estas altas intensidades. Gérard Mourou y Donna Strickland inventaron y demostraron experimentalmente un procedimiento para superar este obstáculo. Su técnica aprovecha el hecho de que un pulso ultrarrápido contiene muchas frecuencias, y que estas diferentes frecuencias pueden viajar a diferentes velocidades a través de un material. Esto crea el llamado “chirped pulse”, que se estira en el tiempo y, por lo tanto, tiene una potencia pico mucho más baja. Este pulso se amplifica luego en un material láser, y finalmente se comprime a su duración original, lo que resulta en un pulso de láser ultra-rápido y muy intenso. Esta técnica se llama “Chirped Pulse Amplification”, y ha conducido a la observación de fenómenos como la generación de armónicos elevados, y de pulsos con una duración inferior a 1 femtosegundo (<10^-15 s), así como numerosas aplicaciones industriales y médicas.

Por otra parte, este premio Nobel de Física 2018 representa un hito histórico ya que es el primero que se otorga a una mujer en más de medio siglo, tras el otorgado a Maria Goeppert-Mayer en 1963, y el tercero en toda la historia de los Nobel de Física; el primero fue para Maria Skłodowska-Curie en 1903. Además, fue precisamente en su primera publicación científica en la que Donna Strickland, supervisada por Gérard Mourou, describió su experimento ganador del Nobel.

La conclusión es que en Ciencia la paciencia es realmente una virtud: ha llevado medio siglo para que una mujer vuelva a ganar un Nobel de Física, y tomó también medio siglo para que Arthur Ashkin fuera galardonado por su gran avance.

Klaas-Jan Tielrooij. Junior Group Leader. Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) 

Pablo Ordejón. Director del ICN2. Miembro del Consejo Científico de la Fundación Gadea por la Ciencia