A las puertas del Nobel: los avances a los que el Higgs dejó en la cuneta

El pasado martes a las 12:45, la Academia Sueca de las Ciencias anunciaba el ganador delPremio Nobel de Física 2013: el bosón de Higgs, la que seguramente es la partícula más célebre de la historia, se hacía desde ese momento con todos los titulares. Los medios recuperaban la higgsteria del verano de 2012, y a estas alturas raro es encontrarcon alguien que no sepa, más o menos, qué es el famoso campo de Higgs.

Y es que, hay que reconocerlo, los Nobel saben venderse. Una enorme cuenta atrás en su web marcalos segundos que faltan para que se anuncie cada uno de los premios. Uno al día, para mantener la tensión. Y una vez anunciado cada ganador se suceden las declaraciones, entrevistas, ruedas de prensa,explicaciones y felicitaciones. Los premiadosse convierten, al menos por unos días, en caras y nombres habituales en la prensa.

No hay listas de candidatos, no hay quinielas oficiales, no hay favoritos indiscutibles (excepto quizá, este año, el mencionado bosón). Sin embargo, la agencia Thompson Reuters sí hace una predicción, basándose en el número de citas que reciben los distintos descubrimientos por parte de sus colegas. A más citas, más probabilidades de premio.¿Cuáles eran los de este año? Estos son trabajos a los que el bosón de Higgs ha dejado sin premio (de momento).

La superconducción basada en el hierro

El científico japonés Hideo Hosono era uno de los favoritos para el Nobel de Física de este año por el descubrimiento de los superconductores basados en el hierro.

Por un lado, su temperatura crítica era más alta, llegando en algunas ocasiones a -140 grados. Esto es importante porque se puede enfriar a esa temperatura utilizando nitrógeno, reduciendo así los costes. Por otro lado, la repulsión de sus electrones es más fuerte, por lo que resulta más sorprendente que se junten por pares.

La superconductividad es una propiedad de algunos materiales que se conoce desde hace más de un siglo. “Al bajar su temperatura por debajo de una temperatura crítica (generalmente -250 grados), estos materiales pueden transmitir la corriente eléctrica sin perder energía. Esto ocurre porque los electrones, que normalmente se repelen, se unen en parejas y condensan en un estado colectivo”, explica Elena Bascones, investigadora del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, perteneciente al CSIC.

Este fenómeno fue descrito en 1957, pero en la historia de la investigación en superconductores existen otros dos momentos clave. Uno de ellos fue el año 1986, en el que se descubrieron una serie de materiales con propiedades superconductores inéditas: los cupratos.

“Por un lado, su temperatura crítica era más alta, llegando en algunas ocasiones a -140 grados. Esto es importante porque se puede enfriar a esa temperatura utilizando nitrógeno, reduciendo así los costes. Por otro lado, la repulsión de sus electrones es más fuerte, por lo que resulta más sorprendente que se junten por pares. Presentan unas condiciones muy anómalas”, señala Bascones.

El descubrimiento de 1986 les valió a sus autores el Nobel de Física de 1987,el más rápido de la historia. Desde entonces, los científicos investigan para entender estos nuevos materiales. En el año 2008, otra fecha clave, Hosono descubrió una nueva familia de superconductores anómalos: los que están basados en el hierro. Aunque no tienen las mismas propiedades que los cupratos, estos superconductores ferrosos también presentan temperaturas críticas superiores que las de los primeros de estos materiales. “Son las dos únicas familias de superconductores de altas temperaturas”.

La investigación en este campo tiene aún mucho camino por delante, tanto desde el punto de vista de la investigación fundamental como de la aplicada, pero ya se están utilizando estos materiales para equipamientos que requieren de grandes y potentes imanes, como son los aceleradores de partículas o los aparatosde resonancia magnética.

Otras posibles aplicaciones de momento están en fase de estudio, ya que son materiales difíciles de manejar, pero ya se prevé su uso como limitadores de corriente (para lugares donde los picos de corriente pueden causar un fundido de plomos), o como acumuladores (por ejemplo en molinos de viento, para almacenar la electricidad generada por las noches que no se consume en el momento y por lo tanto se pierde).

La observación de extraplanetas

Los astrofísicos suizos Michael Mayor y Didier Queloz y el estadounidense Geoffrey Marcy también estaban en la recta final de la carrera por el Nobel de Física, según Reuters.

Los dos europeos fueron los descubridores en 1995 del primer extraplaneta, un planeta que orbita en torno a otra estrella, fuera del sistema solar. También desarrollaron las técnicas y herramientas necesarias para observar estos cuerpos celestes. El americano, por su parte, confirmó su descubrimiento, y es además el mayor descubridor de extraplanetas: 70 de los 100 primeros que se pudieron observar fueron descubiertos por su equipo.

El descubrimiento de exoplanetas supone un importante desafío: el de detectar un objeto pequeño y oscuro (un planeta) situado junto a otro grande y brillante (una estrella)

Estos avancessupusieron una revolución en el campo de la Astrofísica. El descubrimiento de extraplanetas supone un importante desafío: el de detectar un objeto pequeño y oscuro (un planeta) situado junto a otro grande ybrillante (una estrella).Para salvar el problema, los científicos desarrollaron una técnica llamada velocidad radial para encontrarlos indirectamente, basándose en el efecto Doppler. Lo que consiguieron fue determinar dónde había un planeta midiendo la desviación que causaba la atracción gravitatoria entre el planeta y la estrellasobre la luz emitida por ésta.

Este es el método por el que se han descubierto la mayoría de los extraplanetas conocidos. Partiendo de esta técnica se han desarrollado procedimientos e instrumentos que han servido para agilizar y optimizar los cálculos que determinan dónde se encuentra uno de esos cuerpos.Desde 1995 hasta ahora se han descubierto más de 500 planetas orbitantes en torno a estrellasfuera de nuestro sistema solar.

La quiniela para el Nobel de Química: sin acertantes

El sistema de citaciones no tuvo éxito este año para predecir el ganador delPremio Nobel de Química. Los modelos informáticos para la comprensión y predicción de procesos químicos, logro que le ha valido a Martin Karplus, Michael Levitt y Arieh Warshel el apreciado galardón, no estaba entre los tres descubrimientos por los que todosapostaban.

Lo que sí estaba en la lista era la nanotecnología del ADN. Este campo se basa en el diseño y construcción de moléculas basadas en la estructura del ADN para usos tecnológicos. Aprovechando las cualidades de las moléculas de ADN se pueden crear estructuras como nanocristales, nanotubos u otras formas poliédricas o arbitrarias para distintos experimentos o como piezas de sistemas más complejos. Los científicos propuestos para el premio por este descubrimiento eran Nadrian Seeman, considerado el creador de este campo; Chad Mirkin, el investigador que ha conseguido ensamblar estas nanoestructuras para crear materiales mayores con muchas aplicaciones, y Paul Alivisatos, experto en nanocristales y su uso como biomarcadores.

Otro de loscandidatos al premio era el test de Ames y su autor, Bruce Ames. La relevancia de este test, desarrollado en los años 70, radica en su capacidad para estimar la capacidad mutagénica de una sustancia, algo que es un indicativo de su potencial cancerígeno. Al contrario que los procesos anteriores, el test de Ames no requiere hacer pruebas en animales, además de que es más rápido y más barato, por lo que los compuestos pueden ser testados en poco tiempo y antes de salir al mercado.

Por último, el trío se completa conel concepto de la química click. Este término no se refiere a un compuesto, ni a un proceso, sino a una forma de entender la formulación química. Según M.G. Finn, Valery Forkin y Barry Sharpless, creadores de este concepto, la naturaleza crea los materiales que conocemos uniendo entre sí pequeñas unidades básicas en grandes cantidades. Este concepto puede ser trasladado al laboratorio y facilitar el trabajo de los químicos, encontrando aplicaciones entre otras en la formulación de medicamentos y la creación de nuevos polímeros industriales.