Entrevista a Niek van Hulst, Premio Ciudad de Barcelona 2010 de Investigación Científica

El trabajo de Niek van Hulst y Romain Quidant en ICFO (Institut de Ciències Fotòniques) con la creación de una nanoantena unidireccional, les hizo ganar el Premio Ciudad de Barcelona 2010 en la categoría de Investigación Científica

Niek van Hulst: “Con la antena unidireccional la comunicación es más eficiente que entre moléculas aisladas”

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El investigador, Niek van Hulst. Foto: ICFO

Por: Rocío Ovalle rovalle@catalunyavanguardista.com

Mediante la intervención de un punto cuántico, la nanoantena permite las conexiones entre sistemas del tamaño de una millonésima de milímetro. Este trabajo supone un avance en el campo de las imágenes de superresolución ya que permite una comunicación más eficiente entre las moléculas.

Las investigaciones en nano-fotónica tienen aplicaciones en varios campos, como el diseño de materiales de edificación, nuevas posibles fuentes de energía o tecnologías de pantalla.

Niek van Hulst ha sido galardonado además con una subvención del Consejo Europeo de Investigación, ha publicado en Nature y participa en varios grupos de trabajo como el sondeo de la propagación de la luz en nanoestructuras, la mejora de campo y densidad en nanoestructuras o cables fotónicos uni-moleculares.

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¿Qué sabemos sobre la Luz?

La luz es uno de los más antiguos objetos de estudio. Sabemos casi todo sobre la luz. Desde hace un siglo, con Einstein, también entendemos el doble carácter de la luz: la dualidad onda-partícula.

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¿Cuál es el reto científico de la óptica cuántica y la nanofotónica hoy en día?

En la actualidad el reto es controlar la luz en la escala nanométrica sub-onda y hacer uso del carácter cuántico carácter de la luz, es decir, los fotones.

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¿Cuál es la relación entre luz y materia?

La luz es la principal herramienta para estudiar la materia. Usando la luz podemos mirar hacia el extremo más lejano del universo -13 millones de años luz-. La luz también nos permite ver átomos y moléculas individuales de sólo algunos nanómetros de tamaño. Podemos mirar con muchos colores de los rayos ultravioleta a infrarrojos, para ver el movimiento de los electrones, los átomos, las reacciones, el calor, etc. Con la luz avanzada -láser rápido- podemos incluso seguir y controlar las reacciones.

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Ustedes trabajan con medidas millones de veces más pequeñas que las de un microscopio, ¿qué resultados se ven desde esa óptica?

Los microscopios ópticos convencionales en el mejor de los casos revelan detalles del tamaño de la longitud de onda de la luz utilizada, debido al límite de la difracción. Hablamos por lo general de un micrómetro o la mitad de un micrómetro. Nosotros vamos más allá de eso. Fabricamos nanoestructuras con detalles 100 veces más pequeños, de hasta 10 nanómetros. De esta manera podemos concentrar la luz en la escala nanométrica, que es mucho más sensible y capta objetos mucho más pequeños que los microscopios convencionales.

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¿Cómo se comporta una molécula individual?

El comportamiento de las moléculas depende de su composición y el medio ambiente local. Lo importante es ser capaces de ver una molécula individual dentro de un mar de muchas otras moléculas. Al ver una sola molécula en lugar de varias a la vez, podemos distinguir con un contraste completo la dinámica particular y las propiedades cuánticas de una molécula, incluso a temperatura ambiente y en sistemas biológicos.

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¿Qué es y qué permite una nanoantena unidireccional?

Hemos diseñado una antena unidireccional, muy similar a las antenas de televisión de nuestras casas. Con ella, toda la luz se recoge o es emitida en una dirección muy específica. La ventaja es que la comunicación entre las moléculas o los puntos cuánticos, como mostramos en nuestro artículo, ahora puede ser mucho más eficiente que entre moléculas aisladas que emiten en todas direcciones.

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Romain Quidant, Premio Ciudad de Barcelona junto a su colega Van Hulst. Foto: ICFO.

¿Cómo se ha desarrollado el proyecto entre los dos grupos de trabajo del ICFO?

El diseño y funcionamiento de la antena fue realizado por Alberto Curto y Taminiau Tim en mi grupo de trabajo. La fabricación y colocación fue realizada por Giorgio Volpe y Mark Kreuzer en el grupo de Romain Quidant. La colaboración entre dos grupos en el ICFO ha sido crucial para conseguir este reto.

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Su trabajo ha sido portada de Nature Photonics, y tanto usted como Quidant poseen el reconocimiento del Consejo Europeo de Investigación. ¿Qué suponen estas distinciones en la actual situación de la ciencia europea?

Haber publicado en Nature, Natur Photonics, Nature Physics significa que nuestra investigación en nano-fotónica es competitiva respecto a las investigaciones que se llevan a cabo en EE.UU., Reino Unido, Alemania, Países Bajos y Suiza. Los dos hemos recibido recientemente una subvención del ERC, que nos coloca en una buena posición para mantener de hecho esta competitividad.

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¿Creen que Barcelona puede posicionarse como un referente científico? ¿Qué se necesitaría para conseguirlo?

Barcelona es sin duda la referencia científica en España, según lo confirmado recientemente por la revista Nature. Sin embargo, en Europa Barcelona no es ni siquiera en el top-20 de las ciudades. Afortunadamente la ciencia catalana es muy activa y Barcelona está avanzando rápidamente: en 10 años Barcelona estará al nivel de París y Londres, mientras que Cambridge y Oxford, en Inglaterra, seguirán a la cabeza.

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