Lo más impresionante de la cámara de Zewail es que entre cada fotograma transcurre la fracción más pequeña de tiempo medida hasta ahora: 0,000000000000001 segundos, o un femtosegundo, que ‘es a un segundo lo que un segundo a 32 millones de años’, como explicaba la academia sueca. Las aplicaciones de esta cámara están revolucionando la biología o la investigación en nuevos materiales, entre otros campos. Zewail, que investiga desde hace 25 años en el Instituto Tecnológico de California (Caltech), asistió la semana pasada al congreso sobre femtoquímica organizado en Toledo por su colaborador Abderrazzak Douhal, de la Universidad de Castilla La Mancha.
Pregunta: ¿Cómo se le ocurrió desarrollar esta técnica?
Respuesta: A principios de este siglo no se sabía si era posible ver fenómenos que ocurren más rápido que un segundo. Y en los años sesenta se dieron cuenta de que los láseres podían usarse como pulsos de luz para congelar el movimiento. Mi interés era ver cómo se mueven los átomos y éso es lo que logramos con los láseres de femtosegundo: podemos congelar los átomos y verlos mientras crean y rompen enlaces con otros átomos. La primera molécula que vimos fue la de la sal de mesa. Nunca anticipamos que esto podía extenderse al DNA, a las proteínas…
Pregunta: ¿Qué pensó cuándo vio esa molécula?
Respuesta: Fue el momento más emocionante. Veíamos los átomos moviéndose, alejándose como si se odiaran y después acercándose de nuevo.
Pregunta: ¿Se han visto comportamientos inesperados en los átomos gracias a su técnica?
Respuesta: Sí. Aquí hay 250 investigadores de 30 países, y todos están haciendo contribuciones sorprendentes. Una de ellas es que lo mismo que observamos en la molécula de sal fue visto inmediatamente en proteínas. Hay una molecula en la retina, en el ojo, que se mueve igual que la de sal, y por eso el ojo puede ver en penumbra. Son movimientos a escala molecular: una parte de la molécula se gira, y al hacerlo envía una señal nerviosa al cerebro. Esta similitud era inesperada. También hay otro campo nuevo: si se pueden ver los átomos en movimiento, ¿qué viene después? ¡Pues controlarlos! Se puede usar un láser para lograr que se forme un enlace u otro entre átomos.
Pregunta: ¿Cómo?
Respuesta: La química normal sabe lo que se tiene al principio y al final de la reacción, pero yo puedo ver lo que pasa entremedias. Así que puedo entrar en acción en el momento correcto, porque sé lo que hacen los átomos en cada instante. Los fuerzo a ir en la dirección que quiero, golpeándolos con un láser en el momento adecuado. ¿No es emocionante?
Pregunta: ¿Es el femtosegundo la fracción de tiempo más pequeña alcanzable?
Respuesta: Dentro de 50 años habrá escalas de tiempo más cortas, pero en bioquímica y biología ésta es la escala crucial. ¿Por qué? Pensemos que se tarda una hora en ir de Madrid a Toledo, y que yo quiero espiar lo que hace un viajero en cada momento. Es suficiente con que sepa lo que hace cada minuto; si estudio su comportamiento cada milisegundo, no obtengo mucha más información. En química y biología, teniendo en cuenta la velocidad a la que se producen los enlaces y las dimensiones de los átomos la escala que me interesa es la de femtosegundos, no hay motivo para descender más. Pero en el futuro sí.
Pregunta: ¿Cuál es la reacción más rápida observada hasta ahora?
Respuesta: La reacción química más rápida del universo es el hidrógeno molecular. Se Tarda 10 femtosegundos en separar una molecula de hidrógeno en dos átomos de hidrógeno.
Pregunta: ¿Qué aplicaciones tiene esta técnica?
Respuesta: Jamás me lo hubiera imaginado. Ahora hay equipos de femtosegundo en un montón de compañías: en microelectrónica, en la fabricación de metales… Un fabricante me dijo que están vendiendo más láseres de femtosegundo al sector industrial que a las universidades. En los hospitales, por ejemplo, gracias a que son tan rápidos y distinguen detalles tan pequeños pueden usarse para obtener imagenes de tumores cerebrales. Y en biología ha sido una revolución. Ahora podemos entender cómo se pliegan las proteínas para cumplir su función, o cómo interaccionan los fármacos con el organismo, o cómo los radicales libres dañan el ADN.
Pregunta: ¿Ha patentado usted su técnica?
Respuesta: No, no estoy interesado en los aspectos comerciales de mi investigación. Tengo solo una patente en un trabajo muy antiguo relacionado con energía solar.
Pregunta: Usted ha escrito artículos sobre la ciencia en países endesarrollo. ¿Cuál es el papel de los países ricos en este problema?
Respuesta: No basta con culpar a los países desarrollados. Los países en vías de desarrollo deberían revisar su sistema educativo y su inversión en ciencia; deben tratar de crear centros de excelencia para que los más valiosos se queden en su país. Por otra parte, el mundo rico no hace lo bastante. No se trata de conceder ayudas, sino de crear una verdadera colaboración que permita a los más pobres crear una base industrial. Deben mandar expertos, no sólo dinero. Si el mundo desarrollado no hace eso, antes o después… Dos tercios de la población mundial viven en países en vías de desarrollo, y no es posible vivir en un planeta donde las diferencias entre ricos y pobres sean tantas.
Pregunta: Ha afirmado que la ciencia básica es crucial, pero otra visión es que se trata de un lujo que muchos países no pueden permitirse.
Respuesta: Lo que deben hacer los políticos, junto con los científicos, es establecer las prioridades en su país. España puede decidir que el desarrollo de la energía solar es una prioridad, pero nunca podrá ser una potencia en ella si no tiene científicos muy preparados en semiconductores, por ejemplo.
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NOTA: La entrevista fue realizada en el V Congreso de Femtoquímica en la UCLM, celebrado en Toledo en el mes de septiembre del año 2001. La teníamos escondida en el baúl de los recuerdos y nos hemos decidido a publicarla ahora, como algo imperecedero, para el disfrute de nuestros lectores.
