El premio Nobel de Física de este año ha premiado la obtención de un nuevo estado de la materia, un condensado de Bose-Einstein. Para ello se han utilizado técnicas de enfriamiento por láser óptico que han permitido alcanzar las temperaturas más bajas del universo, pocas milmillonésimas de grado sobre el cero absoluto, técnicas que ya recibieron el Nobel en 1997. Sin embargo, como otros años, mis amigos me hacen la misma pregunta, ¿y todo esto, para qué sirve?

Un condensado de Bose-Einstein es respecto a la materia ordinaria, como la luz de un láser es respecto a la de una bombilla. Gracias a ello se puede fabricar un láser de átomos, que en lugar de producir un haz de luz como un láser óptico, produce un haz de átomos, algo que ni los más osados escritores de ciencia ficción han podido predecir. De hecho, uno de los laureados, Ketterle, fabricó en enero de 1997 el primer láser de átomos que producía un haz de átomos de sodio, aunque éste era discontinuo (a borbotones). En 1999, un grupo alemán del Instituto Max Planck logró el primer haz de átomos continuo, aunque de sólo un milímetro y que lograron mantener durante sólo una décima de segundo. Hoy en día, hay 20 grupos de investigación en el mundo capaces de repetir y mejorar estos resultados.

¿Para qué sirve un láser de átomos? La aplicación más interesante es el desarrollo de una nueva técnica, la litografía atómica, para la fabricación de circuitos integrados (chips) de muy alta escala de integración que formarán la base de ordenadores aún más rápidos y poderosos que los actuales.

Gran parte del tremendo progreso de la tecnología de circuitos integrados en los últimos años se ha debido a avances en las técnicas de litografía óptica. Para conseguir fabricar elementos de circuitos cada vez más pequeños ha sido necesario utilizar fuentes de luz de longitud de onda muy corta, como la luz ultravioleta. Sin embargo, la precisión alcazable mediante las técnicas de fotolitografía está limitada. La futura litografía atómica, que utilizará láseres de átomos, permitirá fabricar directamente los circuitos integrados como si estuviesen siendo dibujados directamente con un lápiz (el láser de átomos) sobre la oblea de silicio. Esta técnica alcanzará una resolución espacial y un grado de precisión casi inimaginables hoy en día.

Por supuesto, los láseres de átomos tienen muchas más aplicaciones, sobre todo en las técnicas para la medida de magnitudes físicas, como la construcción de relojes atómicos aún más precisos, giróscopos capaces de medir ángulos ínfimos o medidas más precisas de la aceleración de la gravedad.

Además de los láseres de átomos, los condensados de Bose-Einstein también tienen muchas otras aplicaciones. Por ejemplo, este mes investigadores del Instituto Max Planck publicaron en la revista Nature su fabricación por primera vez directamente en una oblea de silicio, llegándo incluso a moverlos por ella. Ha nacido la "atomitrónica", en analogía con la electrónica, con futuras aplicaciones en ordenadores cuánticos, interferometría, litografía y holografía, por mencionar sólo algunas.

Francisco R. Villatoro

(Profesor Titular de la Universidad de Málaga)