"Trabajamos con átomos muy fríos"

De origen argelino y nacionalidad francesa, Claude Cohen-Tannoudji (Constantine, 1933) obtuvo el premio Nobel de Física en 1997 por su trabajo pionero en desarrollar métodos para enfriar y capturar átomos con luz láser, premio que compartió con Steven Chu y William Phillips, de Estados Unidos. Desde sus comienzos en esta área en los años ochenta, Cohen-Tannoudji ha sido testigo, y también actor, de su espectacular desarrollo, que incluye relojes atómicos mucho más precisos y también una mejor comprensión del comportamiento físico-cuántico de los gases a bajísimas temperaturas, incluso de sólo millonésimas de milésimas de grado por encima del cero absoluto. La entrevista se realizó durante una reciente estancia de Cohen-Tannoudji (que quiere decir "los Cohen de Tánger") en Barcelona.

"El estudio de un problema básico lleva a nuevas herramientas para nuevas preguntas"

Pregunta. ¿Como se llama ahora el área en la que trabaja?

Respuesta. Se llama enfriamiento y captura de átomos, o enfriamiento por láser. No ha cambiado de nombre.

P. ¿Pertenece al campo de la física cuántica?

R. Sí claro, porque cuando alcanzamos estas bajas temperaturas, estamos en unas condiciones en las que los efectos cuánticos son importantes. Es un área multidisciplinar, porque abarca la física atómica, la física de la materia condensada y la física cuántica.

P. ¿Qué parte es teórica y qué parte experimental en este campo?

R. Lo bonito es que los científicos pueden hacer las dos cosas, pueden trabajar en la teoría y pueden hacer experimentos. Los experimentos son bastante complicados pero no tanto como los de física de altas energías. Dos o tres personas pueden hacer un experimento, analizar los datos, hacer modelos. Claro que hay gente que se dedica más a la teoría o a la experimentación, pero en realidad se puede hacer las dos cosas.

P. ¿Y se dedica usted tanto a la teoría como a la experimentación?

R. Sí, aunque ahora estoy cada vez menos en el laboratorio [pertenece al Collège de France, en París], pero he trabajado en ambos campos.

P. ¿Cómo ha evolucionado esta área en los últimos años?

R. Una de las aplicaciones más importantes del enfriamiento y captura de átomos fue la observación de los condensados de Bose-Einstein, un nuevo estado de la naturaleza, que se detectó por primera vez en 1995. Desde entonces el área se ha desarrollado mucho. Se ha convertido en una herramienta para estudiar los fenómenos de física cuántica y la información cuántica. Ahora estudiamos las ondas de materia, e intentamos construir láser atómicos continuos.

P. ¿Cuál es la relación de este campo con la computación cuántica, la comunicación cuántica y los experimentos para detener la luz?

R. En todos estos temas, el trabajo en sistemas ultrafríos es más fácil que a temperaturas superiores. Respecto a la computación cuántica la posibilidad de manipular átomos, iones y moléculas en distintos niveles es muy importante. La capacidad de controlar sistemas atómicos es crucial para la comunicación cuántica. Estas técnicas se están empezando a utilizar en este campo, pero no son las únicas, también se utiliza la resonancia magnética nuclear y muchas otras herramientas. En física nuclear, cuando se estudia un problema básico luego se desarrollan nuevas herramientas y con estas nuevas herramientas se hacen nuevas preguntas. Al láser, por ejemplo, se llegó como consecuencia de la investigación en óptica, pero el láser se convirtió en una herramienta para abordar nuevos problemas de enfriamiento y captura de átomos. Y ahora que sabemos enfriar y atrapar átomos, estas técnicas se han convertido en herramientas para abordar los sistemas degenerados, o la superfluidez. Es una constante interacción: la mejor comprensión de algo, de procesos básicos, abre la puerta a nuevas herramientas, nuevas investigaciones, nuevos problemas que permiten hacer nuevas preguntas que dan lugar a una nueva categoría de herramientas. Es un proceso que nunca termina.

P. ¿Es un área muy activa?

R. Es una de las más activas en física de bajas energías.

P. ¿Son los equipos grandes, caros?

R. No son muy caros. Un experimento con átomos ultrafríos que empiece desde cero puede requerir 200.000 o 300.000 euros, que no es tan caro si se compara con la experimentación espacial o los experimentos de física de partículas. Desafortunadamente, los políticos no entienden lo suficiente de ciencia básica.

P. ¿Por qué lo dice?

R. El problema más importante de los políticos es que quieren obtener resultados a corto plazo, y entonces hacen programas y dan dinero sólo para cosas como la biotecnología, las nanoestructuras, el cáncer, el sida. Imaginan que si ponen dinero para responder a una pregunta específica van a obtener una respuesta. Ése no es el camino a seguir para que la ciencia progrese. La ciencia progresa cuando se obtiene una mejor comprensión de los fenómenos y los mecanismos básicos, y se encuentran luego soluciones, pero no se puede predecir lo que va a a ser interesante. Lo importante es apoyar la investigación básica buena a largo plazo y cuando llegan los descubrimientos, entonces sí hay que invertir dinero para desarrollarlos y convertirlos en cosas útiles.

P. ¿Cuál es el nivel de Europa en ciencia?

R. No hay suficiente apoyo a los grupos y centros de excelencia, como en Estados Unidos, que se apoyan con mucho dinero. La Unión Europea distribuye mucho dinero pero falta apoyo selectivo para la ciencia básica, en este campo pero también en biología y demás. No se trata necesariamente de hacer nuevos centros, sino de identificar a la gente buena, porque la ciencia depende de los buenos científicos y éstos tienen poco tiempo para trabajar porque gastan mucho tiempo en tratar de encontrar fondos para investigar.

P. ¿Y qué me puede decir de las aplicaciones del enfriamiento y captura de átomos?

R. Pues se están desarrollando relojes atómicos mucho más exactos, por ejemplo. Estas herramientas abren vías también para el perfeccionamiento del sistema GPS de posicionamiento, la sincronización de las telecomunicaciones, y también en temas más básicos, como dispositivos optoelectrónicos en interferometría y sensores de gravedad con mayor sensibilidad. Por ahora son aparatos grandes, complicados, pero el esfuerzo actual es precisamente el de hacerlos más compactos, miniaturizarlos. Sin embargo, estoy seguro de que la aplicación más importante es la que todavía no conocemos.