El Premio Nobel de Física de este año fue compartido entre dos enfoques complementarios de la investigación científica. Uno, Roy Glauber, por su contribución a entender la naturaleza más íntima de la luz. Otro, a John Hall y Theodore Hänsch, por utilizar fuentes de luz diseñadas especialmente para proponernos una nueva manera de construir relojes más precisos.
El premio a Glauber es una deuda pendiente. Sus trabajos en la década del ’60 permitieron conciliar la mecánica cuántica y la visión de la luz como formada por partículas (fotones), con la visión ondulatoria heredada del electromagnetismo clásico, tan bien resumido en las ecuaciones formuladas por James Maxwell en los 1850s. Su teoría de la óptica coherente nos proveyó de una herramienta para explicar y predecir los resultados experimentales cuando observamos los claro-oscuros en un experimento de interferencia. Luz proveniente por distintos caminos se superpone en una pantalla de modo que en algunos sitios se anulan mutuamente (zonas oscuras) y en otros se refuerzan (zonas brillantes). Es un fenómeno fácil de entender desde el electromagnetismo clásico, pero lo que no podía explicar este último es la manera en que los átomos emiten la luz.
La mecánica cuántica nos explica esta emisión, indicando que cada átomo emite paquetes de ondas (cuantos o fotones), pero no nos explicaba por qué estos paquetes podían dar esos claro-oscuros (interferencia). Sin introducir teorías nuevas, Glauber ajustó la matemática del electromagnetismo cuántico para poder calcular y predecir los resultados de interferencia. Estas herramientas matemáticas ayudaron a los físicos a seguir avanzando en el entendimiento de los láseres (nacidos en 1960).
Entre estos avances se encuadran los recientes desarrollos de Hänsch y Hall para construir nuevos relojes centenas de veces más precisos que los relojes atómicos. ¿Y quién necesita relojes con 16 o 18 cifras correctas? Los relojes atómicos ya son componentes esenciales de sistemas de uso cotidiano como el GPS (sistema de posicionamiento global basado en triangulación satelital), y las comunicaciones ópticas por fibras. El GPS mide a su vez las distancias, midiendo el tiempo que tarda la luz en viajar del satélite hasta nuestro posicionador. Dada la alta velocidad de la luz, 299.792.458 m/s, un error en una mil millonésima de segundo dará un error en la posición de 30 cm. Pero su aplicación no se acaba allí. Estos nuevos instrumentos permitirán verificar si algunas constantes universales de la física son efectivamente constantes. En otros términos, permitirá discernir entre distintas teorías alternativas para explicar nuestro universo.
Y con estas nuevas teorías se abrirán nuevos caminos y aplicaciones, y la rueda continúa.

* Director del Laboratorio de Electrónica Cuántica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA).