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Ciencia & Tecnología
De niño, William Phillips combinaba su pasión por los microscopios y la ciencia con la pesca, el béisbol y el fútbol americano. foto: Nicolás Bojacá/Unimedios

De niño, William Phillips combinaba su pasión por los microscopios y la ciencia con la pesca, el béisbol y el fútbol americano. foto: Nicolás Bojacá/Unimedios

“Enfriar átomos es fascinante”

Jun. 24 de 2017

Por: María Luzdary Ayala V., Unimedios Bogotá

En su primera visita a Colombia, el Nobel de Física 1997, William Phillips, montó un pequeño laboratorio para mostrarles a los estudiantes de la Universidad Nacional de Colombia (UN) en qué consiste la técnica de enfriamiento de átomos que permite comprender mejor el universo. Lo hizo durante la clausura oficial de la Cátedra Sesquicentenario.

Cuando el científico estadounidense irrumpe en cualquier auditorio salta a la vista su interés incondicional por comunicar lo que sabe, por acercarlo a todo el mundo, con o sin conocimientos de su disciplina. Por eso anunció así su presentación experimental en la UN: “todos pueden ir, les aseguro que se van a divertir”.

En efecto, su conferencia mantuvo cautivado a un auditorio que vio que a él no le importa inflar hasta seis globos para explicar, en los términos más sencillos, la manera como se enfrían átomos (las unidades más pequeñas de la materia) a temperaturas que ni siquiera están registradas en las teorías de la Física.

Con la energía de un recreador se mueve de un lado para otro, saca de su mesa de laboratorio bandas y pelotas de caucho, un clavel y hasta un pequeño trompo que hace flotar en el ambiente, en medio de los aplausos de su sorprendido público.

Dejándose envolver por la nube que forma el nitrógeno líquido que esparce, va dictando su cátedra magistral sobre enfriamiento de átomos, un procedimiento que ha hecho posible ralentizar su movimiento al punto de que pueden ser atrapados y estudiados; incluso gracias a ello se ha logrado rediseñar sus estructuras.

El nitrógeno, que no es otra cosa que oxígeno líquido, está a -195 oC, así que al someter los átomos a esta temperatura se logra, por ejemplo, cristalizar un frágil clavel o desintegrar una banda de caucho, como lo hizo este científico quien, gracias a la gestión de la científica colombiana Ana María Rey, llegó por primera vez a Colombia para unirse a la celebración de los 150 años de la UN.

También se valió de imanes para mostrar cómo se pueden direccionar los átomos sin tocarlos, una tarea que se cumple cada vez con mayor precisión con ayuda de los rayos láser.

La experimentación realizada por el profesor Phillips es una muestra del arduo trabajo que lo hizo merecedor del Premio Nobel de Física en 1997, y que ha sido la base para que el científico chino-estadounidense Jun Ye haya obtenido el reloj atómico más preciso del mundo a partir de átomos de estroncio. Sus teorías también pueden servir para desarrollar nuevos materiales, como por ejemplo superconductores de energía a altas temperaturas; o para que la física teórica Rey avance en la búsqueda del computador cuántico, más rápido y con capacidad para procesar mayor cantidad de información que los convencionales.

Durante un pequeño intervalo de su presentación en la Universidad, el profesor Phillips le concedió una entrevista a UN Periódico.

UN Periódico (UNP): ¿cómo es posible enfriar átomos con rayos láser, que son calientes?

William Phillips (W.P.): en el movimiento de los átomos y las moléculas, la temperatura tiene mucho que ver. En un ambiente natural estas últimas se mueven a una gran velocidad. Si se tiene un átomo que va en determinada dirección, le apuntamos con un láser en sentido contrario para que colisione con otros y disminuya su velocidad. Como no siempre se sabe la dirección de estas unidades, ubicamos varios láseres que apunten en todas las direcciones. Cuando se le disparan rayos láser por todas partes el átomo siente que está en un fluido viscoso y no se puede mover, así se reduce su velocidad y su temperatura.

UNP: ¿cómo fue el camino recorrido para realizar esta investigación que en su momento le mereció el Nobel?

W.P.: muchísimo trabajo y un poquito de buena suerte (risas). En 1978 leí unos estudios sobre una demostración con enfriamiento láser que consistían en atrapar moléculas de sodio por medio de este mecanismo. En ese momento estudiaba mi posdoctorado y decidí experimentar por esta línea, pero me di cuenta de que era mucho más complicado de lo que había leído. Sin embargo, ese mismo año, cuando empecé a trabajar con el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST), pensaba ¿qué voy a hacer? Como una de las principales necesidades de ese momento era hacer mejores relojes, dije: “si puedo ralentizar el movimiento de los átomos, se podrán hacer mejores relojes”. Diez años después conseguí realizar las cosas que había leído. Además, cuando estábamos en ese proceso descubrimos, accidentalmente, que el enfriamiento láser funcionaba mucho mejor, por eso la suerte también es importante.

UNP: ¿qué otros grupos de investigación están trabajando en relojes de alta precisión?

W.P.: hay cientos alrededor del mundo, en Latinoamérica, Europa, China... El punto es que la cantidad de aspectos que hay para trabajar es extensa; en algunos de ellos Estados Unidos lleva el liderazgo, en otros Alemania o Brasil.

UNP: ¿cómo es su laboratorio en Maryland?

W.P.: es un espacio con varias mesas con láseres, cubiertas con muchos instrumentos ópticos. Hay lentes, espejos y reflectores que permiten manipular los láseres; hay un sistema de ultraalto vacío que tiene 14 órdenes de magnitud, menores que la presión atmosférica. En esas cámaras, donde están los átomos, se hacen incidir los láseres. Pero más importantes que los átomos son las personas: en mi grupo de trabajo hay estudiantes y posdoctores.

UNP: ¿cuántas personas conforman ese equipo?

W.P.: de 20 a 25 personas; en el NIST dirijo un grupo con cuatro investigadores senior –profesores titulares en prestigiosas universidades de Estados Unidos– quienes a su vez tienen a su cargo un número de estudiantes.

UNP: durante su visita a la UN hemos visto que es más práctico que teórico en sus clases, ¿también es así en el NIST?

W.P.: sí, aunque no soy profesor regular, enseño una o dos clases de otros profesores. Por ejemplo, cuando en una clase de física atómica hablan de enfriamiento con láseres el profesor de la asignatura me invita a dictar una clase, o si es una sesión de electromagnetismo, me invitan a dar una charla sobre radiación.

UNP: ¿cuál es su mayor desafío en las investigaciones que sigue desarrollando?

W.P.: conseguir temperaturas todavía menores a las que hemos obtenido hasta el momento, en eso no paramos.

UNP: hace poco Stephen Hawking se refería a un posible desastre natural que pondría en riesgo la sobrevivencia en el planeta, ¿qué piensa al respecto?

W.P.: no creo que la Tierra se acabe en 100 años, pero si no cambiamos, vamos a tener serios problemas. Por ejemplo, algunas islas del Pacífico desaparecerán debido a que el nivel del mar subirá y la única forma de controlarlo sería construyendo diques, como en Holanda, pero no me imagino un mundo donde todos los países construyan diques, de manera que se debe producir un gran cambio.

UNP: ¿pasa más tiempo en su casa o en el laboratorio?

W.P.: cuando mis hijos eran pequeños era un reto para mi pasar más tiempo con ellos; ahora tienen más de 30 años y viven en otros continentes, por lo que me preocupo menos, ahora paso buen tiempo con mi esposa.

UNP: ¿cuánto tiempo puede durar una jornada de trabajo en su laboratorio?

W.P.: toda la noche y hasta las 6 o 7 de la mañana del día siguiente, porque las mejores cosas pasan a media noche.

UNP: ¿cómo combina su pasión por la ciencia y su vida religiosa?

W.P.: crecí yendo a la escuela y a la Iglesia, y la escuela nunca cuestionó lo que decían en la Iglesia, ni al contrario. Siempre que veo que la gente pone un conflicto entre ciencia y religión, pienso que alguien está malinterpretando alguna de las dos. Por ejemplo, lo que pasa muchas veces es que la gente lee en la Biblia el segundo capítulo del Génesis y entra en conflicto de cómo se hicieron las cosas. Entonces, cuando ven lo que hemos aprendido con la ciencia piensan que las dos cosas entran en conflicto. Lo importante es preguntarse cuál es el mensaje que tiene la Biblia. Para mí, es que Dios es el creador, no precisamente de los detalles, él lo creo todo.

UNP: ¿Qué mensaje final envía a los estudiantes, especialmente de Física?

W.P.: tener pasión por lo que hacen, mantener la curiosidad y trabajar duro.

 



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