Nobel de Física 2012

Los científicos Serge Haroche, profesor del Collège de France and Ecole Normale Supérieure en Paris (Francia), y David J. Wineland, investigador del National Institute of Standards and Technology (NIST) y la Universidad de Colorado Boulder (EEUU), son los ganadores del Premio Nobel de Física 2012.

Así lo ha anunciado la Real Academia Sueca de las Ciencias, quien reconoce los trabajos que han desarrollado los dos galardonados en el campo de la física cuántica. En concreto, han inventado y desarrollado métodos para medir y manipular partículas individuales sin alterar su naturaleza cuántica.

Serge Haroche (izquierda) y David J. Wineland, galardonados con el Nobel de Física.

Las reglas de la física clásica dejan de funcionar en la escala de las partículas individuales de luz o materia. Es entonces cuando entra en juego la física cuántica, pero las partículas individuales no son fáciles de aislar de su entorno y enseguida pierden sus misteriosas propiedades cuánticas según interaccionan con el exterior.

Hasta ahora estos fenómenos no se podían observar directamente, y sólo se formulaban planteamientos teóricos. Pero los trabajos de los dos galardonados han demostrado con ingeniosas técnicas de laboratorio que se pueden cuantificar y controlar los frágiles estados cuánticos.

Wineland atrapa iones –átomos cargados eléctricamente–, controlándolos y midiéndolos con partículas de luz, con fotones. Sin embargo, Haroche utiliza el enfoque opuesto: manipula y mide fotones mediante el envío de átomos a través de una trampa.

El investigador francés, que nació el 11 de septiembre de 1944 en Casablanca (actual Marruecos), es principalmente conocido por demostrar la ‘decoherencia cuántica’ (explica la mecánica que ocurre a escala ‘micro’ en física cuántica). Haroche obtuvo su licenciatura en la Universidad Pierre y Marie Curie de París en 1971.

Por su parte, el estadounidense Wineland, que nació en Milwaukee en 1944 y se licenció en la Universidad de Harvard en 1970, ha desarrollado avances relevantes en óptica. Sus líneas de investigación se han centrado en el enfriamiento láser de partículas iónicas y en el uso de iones atrapados para implementar operaciones de computación cuántica.

Entre sus múltiples premios destaca la medalla Benjamín Franklin en Física que recibió en 2010 de manos del Instituto Franklin, junto al español Juan Ignacio Cirac y Peter Zoller.

Ambos laureados trabajan en el campo de la óptica cuántica estudiando la interacción entre la luz y la materia, un ámbito que ha progresado de forma considerable desde mediados de los 80. Los métodos innovadores que han introducido han permitido avanzar hacia la construcción de un nuevo tipo de computadora cuántica súper rápida que puede revolucionar la informática del futuro.




Los experimentos

Wineland logró capturar iones en su laboratorio en Boulder (Colorado) controlándolos y midiéndolos mediante fotones o partículas de luz, gracias sobre todo a su dominio del uso de rayos láser.
Su colega francés siguió el camino inverso en su laboratorio de París: controló y midió fotones capturados, enviando átomos a través de una trampa.

El grupo de Wineland fue el primero en el mundo en demostrar una operación cuántica con dos bits cuánticos, el primer paso para pensar, a pesar de los retos prácticos que supone, en la posibilidad de que algún día se pueda construir un ordenador cuántico.
Ese nuevo ordenador, mucho más veloz, cambiaría la vida “de la misma forma radical que los ordenadores clásicos transformaron nuestra vida en el siglo pasado”, según la Real Academia de las Ciencias.

Fue también el equipo de investigadores dirigido por Wineland el primero en usar iones en una trampa para construir un reloj cien veces más preciso que los relojes atómicos basados en cesio que constituyen el estándar de tiempo actual.
Mientras estos operan en el campo de las microondas, los relojes de iones usan partículas de luz, de ahí su nombre: relojes ópticos.

Haroche y Wineland compartirán, a partes iguales, los 8 millones de coronas suecas con los que la Real Academia Sueca de las Ciencias dota al Nobel de Física.



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