Tiene 26 años, la física le parece divertida y un logro en el que intervino apareció en una prestigiosa publicación científica
Ignacio Carraro Haddad es un joven salteño que, en la actualidad, reside en Bariloche.
El doble apellido remite a ascendencias diversas. Italiano, por el Carraro paterno. El Haddad materno, en tanto, tiene un origen sirio libanés.
Con apenas veintiséis años, Ignacio ya muestra un presente consolidado en el ámbito de la física y, claramente, un futuro promisorio.
Un logro en el que intervino fue publicado recientemente por la prestigiosa revista científica Nature Photonics. Se trata de una estrategia para controlar la condensación de paquetes de luz y materia utilizando microresonadores de 7 Gigahertz, que oscilan 7 mil millones de veces por segundo.
Ignacio, que está realizando su doctorado de Física en el Instituto Balseiro, explica: “Nosotros trabajamos con cavidades ópticas. Todos los láseres que uno utiliza, o al menos los de alta potencia, tienen algo llamado cavidades. Esencialmente, eso concentra la luz en un lugar del espacio. Entonces, uno atrapa la luz en un lugar, entre dos espejos, lo que permite concentrar esa energía y que el láser efectivamente funcione”.
Luego, concentrándose en la labor que consiguió captar la atención del mundo científico, desarrolla: “Lo que hicimos con este trabajo fue inyectar vibraciones mecánicas, como cuando se empieza a hacer vibrar uno de los espejos de la cavidad en donde se atrapa esta energía lumínica, y lo que demostramos es que se puede controlar la energía de la luz que sale de estas cavidades”.
“Esto viene desde un área de la óptica y de la física que se llama optomecánica, que estudia cómo la luz interactúa con las vibraciones”, dice, aclarando: “La diferencia es que nosotros tenemos una plataforma donde estas interacciones luz-vibración mecánica son mucho más grandes de las que se suelen tener. O sea, es mucha más la comunicación que tienen las vibraciones mecánicas con la luz, en estas cavidades que utilizamos”.
Y continúa: “Lo que vimos es que, según qué tan amplia es la vibración del espejo, se pueden ir seleccionando modos de energía más y más bajos. Eso, de alguna forma, cambia el color de la luz, porque la energía y el color están directamente relacionados”.
De tal manera, profundiza: “Trabajamos en el infrarrojo, o sea, son colores que uno no ve, pero el color y la energía en la luz están directamente relacionados”.
“Usamos instrumentos que son sensibles, efectivamente, al infrarrojo”, explica, e incluso señala que “muchas cámaras” lo son. Y comenta: “De hecho, la del celular ve algunos colores que nosotros no”.
Más allá de las cámaras, indica que utilizaron un instrumento que se llama espectrómetro, que “permite clasificar la luz”.
—¿Cómo se podría implementar este trabajo que han realizado? Es decir, en la práctica, ¿para qué puede servir?
—Lo que es control a este nivel tan “fino”, de láseres y de este tipo de materiales, tiene diferentes nortes. Como todo es tan pequeño, y está compactado, resulta un buen candidato para ponerlo en chips. Entonces, para lo que es comunicación puede ser interesante. También otra punta es la dada por las tecnologías cuánticas, para utilizarlo para el censado de cosas que se quieren empezar a implementar en computación o mediciones muy sensibles a escalas diminutas. Hay otra área que se llama metrología, que es la medición muy precisa de ciertas cantidades, como pueden ser en el color o el tiempo.
Imagen esquemática del experimento generada por computadora: el anillo de alrededor es el tambor que manda vibraciones a la cavidad a través de una señal eléctrica que oscila, y el cuadrado del medio es la cavidad donde se atrapa la luz.
COLABORACIÓN CON FÍSICOS ALEMANES
Ignacio cuenta que el descubrimiento surgió de una colaboración entre el Laboratorio de Fotónica y Optoelectrónica del Instituto Balseiro con un grupo del Paul Drude Institute, de Berlín, Alemania.
En ese punto, informa que los experimentos, precisamente, “fueron mayormente hechos en Berlín”.
“Nuestro aporte, en esta instancia, tuvo que ver con brindar una explicación a lo que midieron en Alemania. Entonces, con mi director, Alex Fainstein, y mi codirector, Gonzalo Usaj, armamos un modelo que explicaba los datos experimentales”, expresa.
Al respecto, profundiza: “En la física, se hace una línea, a veces más o menos arbitraria, entre física experimental y física teórica. En este caso, nosotros hicimos más física teórica. Les dimos sentido a los experimentos, al hacer un modelo matemático computacional. Realizamos cálculos con ecuaciones y logramos reproducir lo que se veía en el laboratorio en Berlín”.
Y aclara que el aporte tiene un sentido profundo: “No se trata sólo de hacer el cálculo y que salga el gráfico exactamente como los experimentos, sino que detrás de eso hay una interpretación. Cuando se hace un modelo, por más matemático que sea, si se trabaja en la física, cada término en la ecuación debe tener un sentido físico”.
De tal manera, precisa que la relevancia de lo que se realizó en el Instituto Balseiro tuvo que ver con “esclarecer lo que no se ve, lo que está detrás del experimento, darle una interpretación física”.
En cuanto al nacimiento de la colaboración con los físicos alemanes, relató: “Mi director, Alex Fainstein, que tiene una carrera bastante reconocida en el área de la física en la Argentina, conoció, en su momento, en un postdoctorado que hizo en Alemania, a quien fue el director del grupo en Berlín, y se mantuvieron en contacto. Ambos trabajaron en líneas relativamente cercanas, y pudieron hacer un punto de encuentro en estas plataformas de microcavidades optomecánicas. Ahí empezó la colaboración”.
Las cavidades ópticas de las que habla, según detalla, “están hechas de materiales semiconductores; se puede hacer ingeniería muy ‘fina’, a escala de unos cuantos átomos”.
“Eso nos permite realizar dispositivos muy sensibles, customizables, y estudiar propiedades que nos interesan de la interacción entre la luz y la materia”, añade.
Alemanes y argentinos, durante un encuentro en Buenos Aires.
PUBLICACIONES
El hecho de que el “paper” acerca del logro conjunto con los físicos alemanes fuera publicado en Nature Photonics es sumamente relevante. “Se trata de una de las revistas con mayor impacto dentro del área de la física, y más específicamente en lo que es óptica y fotónica”, recalca Ignacio.
Asimismo, manifiesta: “Permite una llegada a una comunidad muy grande de científicos, lo cual pone al laboratorio de Argentina en el escenario mundial”.
“Publicar en este tipo de revistas proporciona una plataforma para que tu voz legue más lejos”, suma, recalcando que “el laboratorio, en los últimos años, ha tenido bastante éxito”.
En tal sentido, narra: “Hemos podido publicar también en otras revistas. De hecho, antes de esto último, pudimos hacerlo en Science, que es incluso de mayor impacto que Nature Photonics. Entonces, por suerte, estamos pudiendo participar de la discusión dentro de esta área”.
Esa publicación que cita Ignacio también se dio en el marco de una colaboración (en la que él participó) con los científicos alemanes, aunque, en ese caso, los experimentos se realizaron mayormente en Bariloche y tuvieron que ver con lo que denominaron “cristales de tiempo”, un material que fabricaron que sigue patrones de periodicidad temporal, del que lograron controlar distintas fases dinámicas, donde luz, electrones y sonido se acoplan al ritmo de un reloj interno. Según destacaron desde el Instituto Balseiro cuando se concretó la publicación en Science, en mayo de 2024, “el avance podría influir en la tecnología de transmisión ultrarrápida de información”.
El Instituto Balseiro muestra su calidad a nivel mundial (imagen gentileza Marion Prieto / Prensa Instituto Balseiro).
FÍSICA EN SALTA, BARILOCHE Y BERLÍN
Ignacio realizó su licenciatura en el Instituto Balseiro. “Los dos años y medio previos que hay que hacer para entrar en la institución los hice en la Universidad Nacional de Salta”, cuenta.
En Bariloche también llevó a cabo la maestría. “Ahora empecé el doctorado con Alex Fainstein y Gonzalo Usaj en el Laboratorio de Fotónica y Optoelectrónica”, expone.
Pensando en lo que vendrá, imagina un postdoctorado en el exterior, aunque su intención, luego, es retornar al país.
—¿Cómo fue tu acercamiento al ámbito de la física?
—En Salta hay un taller de física que se llama Al alcance de todos, fundado por Daniel Córdoba (él ya falleció, pero su legado continúa), y yo concurrí cuando tenía trece años. Ahí se hacía un trabajo muy fuerte de divulgación. Daniel, a los chicos que querían adentrarse en el tema, los preparaba para las Olimpiadas de Física, y siempre había un grupo al que entrenaba para entrar en el Instituto Balseiro. Tuve la suerte de saber qué quería ser desde chico. A los trece sabía que pretendía estudiar física y deseaba estar acá, en Bariloche.
—¿Cómo se te ocurrió ir al taller? Resulta extraño tomar una decisión así a esa edad…
—El taller era una especie de anomalía. Era raro ver a doscientos adolescentes un sábado, a las nueve y media de la mañana, estudiando física. Yo fui por curiosidad, porque un amigo me contó. Y una vez que estuve ahí, me quedé, porque era un espacio muy lindo.
—Al tomar el camino de la física, estudiando en el Instituto Balseiro, decidiste especializarte en la fotónica, ¿por qué?
—Al hacer la licenciatura, tuve una materia llamada Experimental 3, en el Laboratorio de Óptica, y me empezaron a gustar los experimentos que involucraban láseres, espejos, lentes… Después hice otra materia con Alex Fainstein… Mi intuición me decía que el proyecto era bueno, que había oportunidades. Los experimentos me gustaban, la física era divertida y no lo pensé mucho más, por eso decidí hacer la maestría y el doctorado.
—En el marco de la colaboración con los físicos alemanes, ¿viajaste a Berlín?
—Sí, hice dos estancias allá, una en 2024, de unos cuatro meses, y otra el año pasado, de tres semanas.
—¿Cómo definirías esas estadías?
—Fue muy formador. Es lindo ver cómo se trabaja en otro lado. Me abrió bastante la cabeza. Además, Berlín es una ciudad interesante.
—Al observar laboratorios allá, ¿notaste muchas diferencias con respecto a lo que sucede acá?
—Sí, hay diferencias, tanto para mejor como para peor. Para mejor, porque se trabaja de una manera bastante organizada. Tienen más recursos económicos que nosotros y eso les da acceso a otros equipos, a mayores oportunidades de ir a congresos, viajar, establecer colaboraciones… Todo eso brinda más herramientas. En cuanto a lo negativo, noté que el conocimiento se socializaba menos. O sea, aunque sí se lo hacía todas las semanas en reuniones establecidas, no existía la espontaneidad que veo en el Centro Atómico.
—¿Qué análisis hacés del presente de la ciencia en la Argentina?
—La situación es compleja. Los recursos, en la mayoría de los grupos, se encuentran muy limitados. Es difícil conseguir presupuesto para comprar equipos, y hacer ciencia a veces implica adquirir equipos que salen miles de dólares. En términos salariales, también, tanto investigadores como estudiantes estamos complicados…
—Sos joven. Mencionaste los inconvenientes a nivel económico que se viven en el ámbito de la ciencia en la Argentina y tuviste la oportunidad de ver cómo se trabaja en el exterior, sin embargo, comentaste que, tras un postdoctorado afuera, te gustaría volver…
—Sí, mi país favorito es Argentina. La gente que más quiero está acá y es con lo que yo crecí, con lo que soy feliz. De todas maneras, vivir afuera es una linda experiencia y me parece que vale la pena, porque permite apreciar y también ser más crítico de lo que uno ve en la Argentina.
Ignacio piensa en un futuro en la Argentina.