07 de octubre de 2016
07.10.2016

Premios Nobel a las intimidades de la materia

07.10.2016 | 04:15
Premios Nobel a las intimidades de la materia

Algunos dicen que la historia comenzó el 29 de diciembre de 1959. Esa noche Richard Feynman, quien recibiría el Premio Nobel de Física en 1965 por sus investigaciones en Física Teórica, pronunció un mítico discurso ante un grupo de personas de la élite científica americana. A la edad de 41 años ya había adquirido una gran reputación y se le consideraba poseedor de una inteligencia y creatividad excepcionales. Una vez más sorprendió a su público. Como un párroco desde el púlpito, comenzó su discurso: «Allí, al fondo, hay sitio de sobra». Feynman no se refería al fondo del salón que estaba repleto, sino al diminuto mundo atómico y molecular, a las «intimidades de la materia». Y, efectivamente, Feynman tenía razón. En lo más íntimo de la materia «hay sitio de sobra», incluso para hospedar a los Premios Nobel 2016 de Medicina, Física y Química. Estas son las claves de esos galardones.

Física
Las exóticas «alineaciones atómicas». «En el mundo de lo muy, muy pequeño, muchas cosas nuevas podrán suceder, porque los átomos se comportan de manera distinta a como lo hacen los objetos a mayor escala, pues deben satisfacer las leyes de la mecánica cuántica», prosiguió Feynman en su discurso. Una fracción de la energía eléctrica generada en una central se pierde en forma de calor durante el transporte a sus casas. Ello es debido a la fricción o resistencia que presenta el cable de cobre al paso de la corriente. Se debe a que la electricidad, que no es más que un flujo de electrones, debe sortear a los átomos de cobre en su camino. Es algo similar a un delantero que debe sortear a la defensa rival para avanzar hacia la portería contraria. 

Por debajo de una determinada temperatura „conocida como temperatura crítica„ ciertos materiales presentan una singular topología o alineación atómica, que deja muchos huecos y permite avanzar a los electrones libremente. Son los denominados superconductores, que permiten el flujo de electricidad sin resistencia alguna y por lo tanto sin pérdidas energéticas. Algo similar ocurre con la superfluidez, líquidos que fluyen sin fricción u oposición, tal como señalan los galardonados con el Nobel de Física 2016. 

Conductor (avance de electrones teniendo que sortear obstáculos) y superconductor (avance sin oposición alguna) son dos fases de la materia. El cambio de una a otra es lo que se denomina transición de fase, similar a lo que ocurre con el agua cuando pasa de líquido a sólido. Para que la superconductividad sea posible se necesitan temperaturas muy bajas. El gran sueño de la ciencia y la tecnología es diseñar superconductores que operen a temperatura ambiente. De momento los recientes galardonados ya han conseguido esclarecer los mecanismos y demostrar que el fenómeno de la superconductividad es posible en materiales bidimensionales, en contra de lo que se creía. 

Química
Las nanomáquinas. Algunos consideran el mencionado discurso de Feynman como el acta fundacional de la nanotecnología. Durante el mismo afirmó: «Me gustaría describir un campo en el que se ha hecho poco, pero en el que en principio se pueden hacer muchas cosas? Tendría numerosas aplicaciones técnicas? De lo que quiero hablar es del problema de manipular y controlar cosas a pequeña escala... Los principios de la Física, hasta donde sabemos, no descartan la posibilidad de que se puedan manipular la materia átomo a átomo». 

De modo similar a un albañil, que a partir de ladrillos puede construir un edificio, el físico planteó la construcción de nuevos materiales a partir del reordenamiento de átomos. Sus sueños se hicieron realidad. La nanotecnología „una ingeniería a escala atómica y molecular„ nos permite por primera vez fabricar materiales y dispositivos a la carta, con propiedades controladas y para fines específicos. 

Reordenando átomos y moléculas „que actúan como las piezas de un lego„ fue como los galardonados con el Nobel de Química 2016 construyeron máquinas y motores moleculares, capaces de realizar tareas y movimientos controlados cuando se les suministra la energía suficiente. Las aplicaciones son inimaginables. «Piense en robots diminutos que los médicos del futuro inyectarán en sus venas en busca de células cancerígenas para destruirlas», ha apuntado uno de los galardonados. El Premio Nobel de Física Horst Störmer sostenía: «La nanotecnología nos proporciona las herramientas para experimentar con la más vasta caja de juguetes: los átomos y las moléculas; a partir de ahí, la posibilidad de crear cosas nuevas parece ilimitada». ¡El límite está en tu imaginación!

Medicina
El «reciclaje celular». En el visionario discurso, Feynman también quiso sugerirnos a la Naturaleza como fuente de inspiración: «Muchas de las células son muy pequeñas, pero muy activas; fabrican varias sustancias, se mueven, se agitan y hacen todo tipo de cosas maravillosas en una escala muy reducida?». Ciertamente una célula es una fascinante factoría molecular con sus propias nanomáquinas y con una frenética actividad. Y claro está, si hay actividad, hay residuos. El Premio Nobel de Medicina 2016 se adentró en las intimidades de la materia viva y descubrió los mecanismos de la autofagia o sistemas de reciclaje de basura de las células. 

La autofagia significa, como el propio término sugiere, «comerse a sí mismo». Podríamos decir que las células de nuestro cuerpo son un poco caníbales. Pero este canibalismo es esencial a la vida misma. Las células actúan como una planta de reciclaje de las proteínas celulares dañadas para que puedan reutilizarse y así fabricar nuevas proteínas. La autofagia ayuda a producir los 200 a 300 gramos de proteínas jóvenes que nuestro cuerpo necesita cada día. Este proceso disminuye las consecuencias negativas del envejecimiento. La empresa de limpieza también elimina los restos de bacterias y virus después de una infección. Cuando la autofagia falla se produce una acumulación de moléculas tóxicas que puede derivar en enfermedades como el parkinson, alzéimer y cáncer.

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