El exitoso artículo publicado el pasado 25 de febrero viene de una larga colaboración con el grupo experimental del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf en Alemania.

Un factor de impacto de 37,49 tiene la revista científica “Nature Nanotechnology”, en la cual se publicó un artículo realizado junto a colaboradores internacionales los investigadores Rodolfo Gallardo (USM) y Pedro Landeros (USM) del Programa conjunto de doctorado en Ciencias Físicas que la Universidad Santa María tiene con la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.

“El trabajo denominado ‘Emission and propagation of 1D and 2D spin waves with nanoscale wavelengths in anisotropic spin textures’ es uno de los más importantes en los cuales hemos trabajado y es uno de los frutos de una larga colaboración con el grupo experimental de la división de magnetismo del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf en Alemania. El trabajo contiene experimentos, simulaciones computacionales y teoría, que fue lo que desarrollamos con nuestro equipo en Chile [Dr. Rodolfo Gallardo (USM), Prof. Pedro Landeros (USM) y el Prof. Alejandro Roldán (U. de Aysen)]. Este trabajo, sin duda,  ayuda a consolidarnos a nivel internacional como grupo teórico en el área de magnetismo de nanoestructuras” sostuvo el doctor en Ciencias Físicas Rodolfo Gallardo.

-¿De qué trata el artículo?

La publicación trata básicamente sobre la dinámica de ondas de espín en nanoestructuras magnéticas. ¿Qué son estos espines? Son como pequeños imanes atómicos que componen la materia y que se conectan unos con otros de tal manera que, en un material ferromagnético, cualquier alteración en uno de ellos, puede viajar en el espacio y propagarse tal como una onda mecánica en el agua. Estas ondas magnéticas se pueden generar a escalas muy pequeñas y en este artículo en particular se logran visualizar en tiempo real y se logran controlar y emitir, que es lo más importante, con longitudes de onda nanométricas.

-¿Cómo nace la idea de investigar sobre nano estructuras magnéticas?

-La motivación de estudiar nanoestructuras magnéticas se genera debido a las propiedades físicas únicas y a las diversas aplicaciones tecnológicas que se presentan en estos sistemas. Dentro de las más importantes se pueden destacar: memorias magnéticas, nano-osciladores, dispositivos lógicos, entre muchas otras.

-¿Cuánto tiempo llevan trabajando en esta área? 

-En el área de dinámica de espín en nanoestructuras magnéticas llevamos trabajando aproximadamente 10 años.

-¿Pensaron que tendría tanta repercusión? ¿Qué aplicación tendría, por ejemplo, el lograr controlar las emisiones de ondas de espín?

Si. Desde un principio supimos que éste era un trabajo importante. El control de la emisión de ondas de espín es muy importante del punto de vista de la nanotecnología, ya que se espera que dispositivos basados en la manipulación de estas ondas magnéticas reemplacen a los transistores, donde la transmisión de información depende de electrones moviéndose en microprocesadores, lo que inevitablemente causa un calentamiento no deseado debido a la resistencia eléctrica. Con las ondas de espín evitamos el desperdicio de energía ya que los electrones no se propagan de un lado a otro del dispositivo. Si pensamos en cada sitio atómico como un diminuto imán, los que en un material ferromagnético se orientan típicamente de forma paralela y están fuertemente acoplados, entonces al cambiar localmente la orientación de estos imanes atómicos, la interrupción viaja a los átomos vecinos, desencadenando la propagación de una «onda de espín», la que se puede usar para codificar y distribuir información.

Créditos de Imagen: HZDR

Alfonso Zerwekh, académico del Departamento de Física de la Universidad Técnica Federico Santa María.

Hace unos días la imagen de un distante agujero negro capturó a nuestro mundo. Para una cultura sobreexpuesta a fotografías y videos, la imagen parecía bien rudimentaria y, sin embargo, la reconocimos como la imagen más importante en mucho tiempo. Y es que fotografiar un agujero negro es un verdadero logro y no solamente porque es la imagen de un objeto situado en el centro de una galaxia a 50 millones de años luz. Es más bien el logro de haber unido un grupo de científicos, ingenieros y técnicos, trabajando alrededor del mundo entero con un solo propósito: conocer mejor nuestro universo y hacer algo que nunca se había hecho. Personas distintas, de lugares distintos, con costumbres distintas, trabajando juntos con el único objetivo de conocer, eso habla bien de la humanidad.

Es claro que la imagen es un hito científico. Al ser la primera imagen directa de un agujero negro, es probable que aún no aporte muchos datos nuevos sobre lo que ya sabemos de estos objetos. Pero atravesamos un umbral que luego nos permitirá colocar a prueba nuestras ideas sobre la gravedad y el espacio-tiempo en regímenes extremos. En este punto vale recordar que hace cien años no sabíamos que existiesen galaxias. Hoy fotografiamos un agujero negro en el centro de una de ellas. Los mismos agujeros negros fueron predichos por la teoría de la Relatividad General mucho antes que pudiésemos tener evidencia de su existencia y hoy tenemos la imagen directa de uno de los productos más alocados de nuestra imaginación e intelecto. La humanidad parece estar para grandes cosas cuando trabaja unida en propósitos loables.

En el equipo que realizó la imagen, hubo participación chilena en distintos niveles. Chile también participa en otras grandes hazañas científicas internacionales como los experimentos de Física de Partículas realizados en el CERN donde no solo colaboramos en la medición y análisis de datos sino con equipos científicos construidos aquí. Chile está a las puertas de dar un salto cualitativo en su búsqueda del desarrollo. Antes éramos espectadores de los descubrimientos de otros. Hoy participamos y colaboramos. Si queremos, podemos avanzar y tomar posiciones de liderazgo. Oportunidades hay. Una de ellas sería la construcción del laboratorio subterráneo ANDES: un proyecto latinoamericano abierto al mundo donde podrían confluir experimentos de nivel mundial en Física de neutrinos y Materia Oscura y donde podríamos tener una posición relevante, además de ser una oportunidad de integración con nuestros vecinos latinoamericanos.
¿Qué nos falta? Decisión y voluntad de país. Necesitamos la convicción de que colocar dinero en ciencia no es gastar, sino invertir e invertir en lo mejor que tenemos, capital humano de alto nivel para ser capaces (junto con otros) de hacer lo que nunca se ha hecho, explorar lo desconocido y encontrar soluciones que de otra forma no podríamos siquiera haber imaginado.

En esta iniciativa, que contempla la construcción de un laboratorio subterráneo, Chile será miembro principal junto a otras naciones del mundo.

Con la intención de dar a conocer el proyecto liderado por la Universidad Técnica Federico Santa María que pretende instalar un laboratorio subterráneo en el marco de la futura construcción del nuevo paso fronterizo Aguas Negras, el Rector de la USM, Darcy Fuenzalida O’Shee, sostuvo una reunión en Santiago con el Subsecretario de Obras Públicas, Lucas Palacios.

El encuentro contó con la presencia del Senador de la V Región, Francisco Chahuán, y del Director del Departamento de Física de la USM e investigador del Centro Científico Tecnológico de Valparaíso (CCTVal), Doctor Claudio Dib, quien además es el Coordinador en Chile del proyecto ANDES.

Este proyecto, cuyo acrónimo proviene de sus siglas en inglés (Agua Negra Deep Experiment Site), contempla una serie de túneles que albergarán el laboratorio a una profundidad cercana a los 1,6 kilómetros por debajo de las áreas rocosas de la Cordillera de Los Andes, lo que lo catalogaría como uno de los sitios experimentales más profundos a nivel mundial.

Con estas instalaciones Chile daría un importante paso en investigación científica, al poder realizar experimentos de alta sensibilidad y analizar fenómenos relacionados con el funcionamiento del cosmos, los procesos que ocurren al interior del sol y en el centro de la tierra, entre otros, gracias al estudio de los neutrinos o partículas fantasmas.

“En este proyecto Chile sería miembro principal junto a otras naciones del mundo, alcanzando un alto nivel de conocimiento y accediendo a investigaciones que nadie ha realizado. Es un desafío gigantesco, pero las naciones que crecen son las que tienen grandes desafíos. La idea es que Chile participe de este quehacer y no se quede atrás”, sostuvo el académico de la Casa de Estudios, Claudio Dib.

En este contexto, el Rector de la USM manifestó que este proyecto permitirá potenciar el conocimiento y el desarrollo tecnológico a nivel nacional, a través de la elaboración de tecnología de punta que permita medir con eficiencia los fenómenos que este laboratorio pretende analizar.

Por su parte, el senador Chahuán agradeció al subsecretario por el recibimiento y señaló: “estamos ante una increíble oportunidad de avanzar en la ciencia y la tecnología a nivel país, por lo que es muy importante llevar a cabo este proyecto”.

Positiva evaluación

Para el Rector Fuenzalida, “la reunión fue bastante positiva, ya que pudimos constatar que el Subsecretario estaba al tanto del proyecto y que comparte la importancia que éste podría tener para el desarrollo de la ciencia y la tecnología en nuestro país. Este primer encuentro nos permite ir estableciendo alianzas en el marco de una futura realización del proyecto ANDES”.

Además, la máxima autoridad de la USM agradeció el apoyo del senador Chahuán: “Valoramos el entusiasmo y el respaldo que nos ha dado el senador como Casa de Estudios líder en ciencia y tecnología a nivel regional y nacional, y su constante preocupación por difundir y promover estas materias. Su apoyo es clave para seguir avanzando en este proyecto”, señaló.

El doctor en Física del Instituto Weizmann de Israel, Georges Mikenberg, también dictará una clase magistral en el Aula Magna de la Casa de Estudios, en la que abordará los principales desafíos traerá la segunda etapa del experimento ATLAS.

El próximo miércoles 24 de abril, a las 10:00 horas, se realizará en el Aula Magna de la Universidad Técnica Federico Santa María, en Valparaíso, la tradicional Ceremonia de Inauguración del Año Académico, ocasión en la que el destacado físico experimental Dr. Georges Mikenberg, presentará la clase magistral “Nuestra comprensión del comienzo del universo y cómo la Universidad contribuye a estudiarlo”.

Asimismo, durante el evento se le otorgará al investigador el grado de Doctor Honoris Causa de la Casa de Estudios, en reconocimiento a su destacada trayectoria como científico, experto en instrumentación de alta tecnología, inventor, gestor de grandes proyectos, promotor de la actividad científica en diferentes países, y especialmente por su apoyo esencial en la incorporación de la Universidad en el mundo de la fabricación tecnológica del más alto nivel.

Al respecto Darcy Fuenzalida, Rector de la USM, destacó que “es un honor para nuestra Universidad entregar nuestra más alta distinción a quien es un científico de nivel mundial, que ha contribuido de forma importante al desarrollo de la ciencia, y que además fue clave en el proceso que llevó a nuestra Casa de Estudios a participar del experimento ATLAS. Esto ha permitido que nuestros académicos, investigadores y estudiantes se relacionen con especialistas de todo el mundo y aporten con sus conocimientos al desarrollo de uno de los trabajos científicos más importantes en la historia de la humanidad”.

Sobre la clase magistral que dictará en la ceremonia, el Dr. Mikenberg adelanta que “el tema principal es cómo hemos logrado con el espectrómetro de muones del experimento ATLAS medir la masa del bosón de Higgs, sobre esa experiencia y los impresionantes desafíos desde el punto de vista de ingeniería que nos esperan en la siguiente etapa, en la que se requerirá un conocimiento profundo de materiales, óptica, electrónica rápida y análisis de datos en una situación de big data”.

“Espero que este evento pueda dar la motivación necesaria a los estudiantes para que comprendan que no hay atajos en el camino para ser un profesional, y que los cursos de base, además de los proyectos aplicados son las instancias para obtener la experiencia fundamental a la hora de desempeñarse como ingenieros o científicos. Quiero, además, poder motivar a aquellos que deseen comenzar en el ámbito del estudio del universo”, agrega el investigador.

Destacada trayectoria

Magíster y Doctor en Física del Instituto Weizmann de Israel, Mikenberg tiene una gran trayectoria: como uno de los pioneros en la construcción de los primeros detectores de partículas durante la década de los ochenta, trabajó en el acelerador DESY (Hamburgo), y en el Experimento OPAL, destacando su participación en el proyecto ATLAS, experiencia que permitió descubrir el bosón de Higgs.

El antiguo miembro del Comité Europeo de Aceleradores del Futuro también fue uno de los principales responsables de la incorporación de nuestro país, y en particular de la USM, en la construcción de detectores para la renovación del proyecto ATLAS, nueva etapa que busca estudiar en profundidad a la denominada “partícula de dios”.

Es en este contexto que desde hace seis años el Centro Científico Tecnológico de Valparaíso (CCTVal) de la Universidad, se encuentra trabajando en la renovación de los small-strip Thin Gap Chambers (sTGC); detectores de alta precisión que captan partículas de muones que se utilizarán en el Gran Colisionador de Hadrones, instancia que ha sido supervisada por el Dr. Mikenberg.

Respecto a esta colaboración, el reconocido físico señala que “para seguir a estudiando el bosón de Higgs necesitamos alta precisión, por esto estamos construyendo un nuevo componente del detector, donde se debe medir el pasaje de los muones con una precisión de 0.05mm en un disco de 10m de diámetro. Allí la Universidad Santa Maria juega un papel crucial, ya que el primer detector de este tipo fue construido acá y testeado por sus propios físicos en el CERN. Esto demuestra la calidad de la educación, tanto teórica como aplicada en proyectos concretos”.