Donna Strickland, la primera Nobel de Física del siglo XXI

Es muy probable que el término “láser con deslizamiento de frecuencia” les suene a chino a la mayoría de personas que comiencen a leer este artículo. Sin embargo, estamos hablando de una revolucionaria técnica que está mucho más cerca de nuestras vidas de lo que pensamos: ¿te has operado o conoces a alguien que se haya operado de la vista? Pues bien, resulta que la CPA es la base de los láseres de alta intensidad que se emplean hoy día en todo el mundo para las operaciones de cirugía ocular.

Nos remontamos al año 1985: Donna Strickland, una joven estudiante de doctorado de la Universidad de Rochester, publicaba junto a su director de tesis Gérard Mourou un artículo que describía una técnica denominada Chirped Pulse Amplification (CPA) por la que recibiría, más de treinta años después, el prestigioso premio Nobel de Física. Strickland se iba a convertir en la primera mujer del siglo XXI en recibir el galardón en esta categoría y en la tercera en toda la historia de los Premios Nobel, por detrás de Marie Curie en 1903 y Maria Goeppert-Mayer en 1963. “Curie y Maria Goeppert-Mayer fueron unas pioneras que trabajaron como físicas en una época en la que las mujeres científicas ni siquiera podían acceder a puestos pagados”, explicó la física canadiense en una entrevista telefónica con la Real Academia Sueca con motivo del galardón recibido en 2018. Sin embargo, la investigadora nunca se planteó como objetivo conseguir este premio tan inaccesible para las de su género: “Lo hice por diversión”, explica, “fue algo divertido y por eso pasé muchas horas trabajando en ello”.

¿En qué consiste la tecnología CPA?

La Real Academia Sueca decidió otorgar la mitad del Premio Nobel de Física de 2018 a Strickland y Mourou debido a que su método “permite generar pulsos ópticos ultracortos y de alta intensidad sin destruir el material amplificador.”

¿Qué significa esto? Aunque el láser fue inventado en 1960, en los años 80 el gran desafío era conseguir aumentar su potencia sin destruirlo. “Si tú amplificas demasiado un láser en un cristal, llega un momento en el que el cristal amplificado se destruye”, nos explica Luis Roso, catedrático de Óptica de la Universidad de Salamanca y director del Centro de Láseres Pulsados (CLPU). Roso trabajaba en la Universidad de Rochester en la época en la que Strickland y Mourou idearon la tecnología CPA y, de hecho, el potente láser VEGA que alberga el CLPU es heredero de esta técnica.

“Lo que ya se sabía antes de Strickland y Mourou era que, para evitar la destrucción del cristal, era necesario abrir el haz, y esto se hacía en dirección transversal (a lo ancho). Para ello se necesitaba un cristal enorme: hablamos de los láseres de teravatio, que eran muy grandes y complicados”, nos explica el investigador. “La idea que ellos tuvieron fue abrir el haz en dirección longitudinal (a lo largo), en lugar de transversal. Para ello se utiliza un láser pulsado de pulso corto o de banda ancha. En resumen: lo que la tecnología CPA hace es estirar el haz en el tiempo, no en el espacio”.

Una atleta del láser

Así se definió la premio Nobel en una entrevista concedida en 2010 con motivo del cincuenta aniversario de la invención del láser. Y es que, para esta científica canadiense, trabajar en el campo de la generación de luz blanca es casi como hacer magia. “Es una de esas cosas que merece la pena ver”, explicó en la entrevista con la Real Academia Sueca. “La luz atraviesa el agua, o cualquier otro material de tono claro, y aparecen todos los colores del arco iris”.

Donna Strickland trabaja actualmente en el departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Waterloo liderando un equipo de investigación sobre láser ultrarrápido. Seguro que a esta incansable atleta de la luz aún le quedan muchas carreras mágicas en las que participar.

Asesor

Luis Roso, director del Centro de Láseres Pulsados de Salamanca.

Bibliografía

• Donna Strickland and Gérard Mourou (1985). Compression of amplified chirped optical pulses. Optics Communications 56 (3), 219-221
• Luis Rosso (2018). Premio Nobel de Física 2018 Láseres de intensidad extrema. Revista Española de Física 32 (4), 35-38
• Press release: The Nobel Prize in Physics 2018, 2 octubre 2018
• CPA – chirped pulse amplification, Press release: The Nobel Prize in Physics 2018, 2 octubre 2018
• Donna Strickland, University of Waterloo

Sobre la autora

Victoria González es bióloga especializada en periodismo de ciencia y medio ambiente. Es autora del libro infantil educativo Las aventuras de Doña Bellota.