El hallazgo de los armónicos de alto orden de Anne L’Huillier y los orígenes de la ciencia de los attosegundos

En julio de 1969, mientras disfrutaba de sus vacaciones en el País Vasco francés, Anne L'Huillier, de diez años de edad, fue despertada por su abuela para presenciar en directo la transmisión televisiva del alunizaje del Apolo. Nacida en París en 1958, L'Huillier quedó cautivada por la ingeniería y la ciencia necesarias para enviar seres humanos al espacio. Según la narración biográfica recogida por la Fundación Nobel, aquella retransmisión nocturna despertó en ella un temprano interés por la investigación científica que, a la larga, la llevaría de los temas de exploración espacial a la física experimental de la luz y la materia.

Del alunizaje a la física cuántica

L'Huillier cursó sus estudios superiores en París e ingresó en la École Normale Supérieure de Fontenay-aux-Roses en 1977. En 1979, ya había obtenido títulos de máster tanto en Matemáticas como en Física. Durante su cuarto año en la institución, completó un diploma de estudios avanzados (DEA) en física cuántica. El programa incluía conferencias a cargo de Claude Cohen-Tannoudji y Serge Haroche, quienes años después serían galardonados con el Premio Nobel de Física. Sus enseñanzas introdujeron a L'Huillier en la física atómica y la mecánica cuántica, orientando su trayectoria académica hacia la interacción entre la luz láser y la materia.

Cámaras Polaroid y campos láser intensos

En el otoño de 1980, L'Huillier comenzó sus investigaciones doctorales en las instalaciones del Commissariat à l'Énergie Atomique (CEA) en Saclay, bajo la dirección de Claude Manus y Gérard Mainfray. Su tesis analizaba cómo los gases nobles sufren un proceso de ionización múltiple cuando se ven expuestos a campos láser intensos. Por aquel entonces, el trabajo experimental dependía de la recogida manual de datos: el equipo científico registraba las señales fotografiando la pantalla de los osciloscopios con una cámara Polaroid, para luego medir las imágenes resultantes con una regla graduada y trazar a mano los puntos en papel logarítmico.

El avance crucial de 1987 en luz armónica

El punto de inflexión tuvo lugar en el verano de 1987 en el CEA de Saclay. L'Huillier y sus colegas irradiaron un blanco de gas argón utilizando un intenso láser de granate de itrio y aluminio dopado con neodimio (Nd-YAG). En lugar de la dispersión de luz habitual, el experimento reveló una meseta de armónicos ópticos impares que alcanzaban hasta el orden 33. Fascinada por la generación de armónicos de alto orden (HHG, por sus siglas en inglés), L'Huillier diseñó un espectrómetro especializado para aislar estas frecuencias ultraaltas. Asimismo, estableció colaboraciones teóricas con físicos como Ken Kulander y Maciej Lewenstein para formular ecuaciones de onda capaces de describir cómo los átomos absorben y vuelven a emitir la luz láser.

La consolidación de la ciencia de attosegundos en Lund

En el otoño de 1992, L'Huillier trasladó su espectrómetro a la Universidad de Lund, en Suecia, para realizar experimentos con el primer láser de titanio-zafiro amplificado de Europa que operaba a una frecuencia de repetición de 10 Hz. El éxito de estos ensayos motivó su mudanza definitiva a Suecia, donde en 1997 fue nombrada catedrática de Física Atómica en la Universidad de Lund gracias a una cátedra Tham orientada a promocionar el liderazgo femenino. A principios de los años 2000, coordinó la red europea ATTO Marie Curie para promover la colaboración internacional y, más adelante, formó parte del Comité Nobel de Física entre 2007 y 2016.

Las primeras observaciones de L'Huillier sobre la generación de armónicos de alto orden sentaron las bases experimentales indispensables para la producción de pulsos de luz de attosegundos. Al conseguir destellos luminosos con una duración de apenas unas milmillonésimas de milmillonésima de segundo, su trabajo permitió que investigadores de todo el mundo observaran y midieran en tiempo real el movimiento de los electrones en el interior de átomos y moléculas.

Ilustración editorial generada con IA; no es una fotografía documental.

Fuente: Nobel Prize Anne L’Huillier