Ciencia y Universidades

Lluís Torner, físico, doctor y catedrático, es director del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) desde su fundación. Este centro de referencia internacional investiga la fotónica, la ciencia que estudia la luz, su generación e interacción con la materia, así como sus aplicaciones en la tecnología. Pocos meses después de recibir la Medalla de Oro al Mérito Científico 2023 junto a Mercè Boada y Andreu Mas-Colell, hablamos con él para reflexionar sobre el futuro de la fotónica, su aprovechamiento actual y la situación científica del país.

Empecemos por una básica, Lluís: ¿qué nos aporta la fotónica?

La importancia de la fotónica puede justificarse por varias razones. Una de ellas es que permite trabajar con una delicadeza, una suavidad, un cuidado y una precisión absolutamente extraordinarias, al límite de lo que la humanidad sabe hacer. En otras palabras, sin la fotónica muchas cosas no existirían tal y como las conocemos. Esto se manifiesta en productos y servicios que marcan nuestra vida cotidiana y la forma en la que vivimos actualmente. En industrias, hospitales y también en el propio avance de las ciencias y la tecnología en todo tipo de ámbitos.

¿Cómo de multidisciplinar es la fotónica?

Extremadamente. Otra de las razones por las que es importante es justamente porque los fotones son una herramienta tecnológica ubicua y universal. Se puede utilizar para todo tipo de acciones: iluminar y realizar imágenes, pero también para cortar, pegar, detectar, calentar, enfriar, comunicar, diagnosticar, curar, y un largo etcétera. Todas estas aplicaciones están detrás de procesos industriales que posibilitan el uso de técnicas comunes en muchos entornos como hospitales, además de ser imprescindibles para diversas áreas de las ciencias naturales o la ingeniería.

¿Cuál de todas estas aplicaciones crees que tiene mayor incidencia en nuestra vida cotidiana?

El uso de la fotónica está presente en muchas situaciones de nuestro entorno. De aquellas que afectan directamente a nuestra vida y que definen la civilización actual, aunque no seamos conscientes de ello. Una de ellas, por ejemplo, es su incidencia en la sociedad digital. Sin la fotónica, Internet o los móviles serían mucho más rudimentarios de lo que son hoy y, en consecuencia, no podríamos hacer el mismo uso que hace la sociedad actual. Si pensamos un minuto en cuántos elementos de nuestra vida se basan directa o indirectamente en estas tecnologías, entenderíamos que la presencia ya es notoria.

¿Y de qué formas tendrá mayor presencia en el futuro?

Si analizamos los años por venir, un sector donde la fotónica es diferencial es en el de la medicina. En los aparatos de diagnóstico, imagen y terapia que se utilizan para realizar un estudio más esmerado y preciso en intervenciones quirúrgicas, por ejemplo.

Asimismo, en otros sectores en desarrollo, como en las placas fotovoltaicas que captan fotones solares para producir energía renovable o los muchos aparatos láser y sistemas robóticos que hacen posibles innumerables procesos industriales, podrían ser ejemplos palpables del mundo cambiante en el que vivimos.

¿Qué avances recientes crees que han sido los más revolucionarios con respecto a esta ciencia?

Una de las áreas que podría considerarse ciencia ficción hace un par de décadas es la manipulación de sistemas cuánticos individuales y ahora está del todo establecida. Una de estas técnicas, por ejemplo, es la capacidad de controlar átomos uno a uno y observar cómo realizan fenómenos genuinamente cuánticos. Los átomos son increíblemente pequeños. Pensemos en ello: hay más átomos en un solo vaso de agua que vasos de agua en todos los océanos de la Tierra juntos. Y, sin embargo, hoy en día se controlan y observan rutinariamente.

¿Trabajáis con alguna de estas técnicas revolucionarias en el ICFO?

Claro. En el ICFO, la Dra. Leticia Tarruell y su equipo, están construyendo un procesador cuántico único en el mundo, que se llama Quíone, como la diosa griega de la nieve. Su particularidad es que estudia mediante el control de átomos individuales en temperaturas ultra frías. Se han necesitado una docena de Premios Nobel para hacerlo posible. Vivimos en el momento de la Segunda Revolución Cuántica y, en el futuro, oiremos mucho hablar de ello.

Antes has hablado de la implicación de la fotónica en la revolución de la medicina. ¿Crees que un futuro donde la prevención de enfermedades gracias a los fotones y la nanociencia está cada vez más cerca?

La nanomedicina es un área fascinante. Es un claro ejemplo del paradigma actual en el que los avances importantes requieren aportaciones desde diversas áreas de conocimiento. En este caso, se necesitan avances en nuevos materiales, biotecnologías, fotónica, ingeniería, algoritmos, medicina, química, entre otros. Este ámbito busca avanzar en técnicas de medicina personalizada, así como en la identificación y comprensión del propio origen de las enfermedades a escala molecular y celular. Por supuesto, aquí las preguntas centrales las aportan la biología y la medicina, que se apoyan en los otros avances tecnológicos. La fotónica aporta la capacidad de detectar cosas con exquisita precisión y de forma mínimamente invasiva.

¿Cuáles son las limitaciones de la fotónica hoy en día?

Destacaré solo una. La fotónica es especialmente importante a la hora de llevar los avances científicos a la sociedad. Me refiero a la integración; es decir, la capacidad de realizar aparatos cada vez más pequeños, compactos y baratos. El impacto que la electrónica ha tenido, tiene y tendrá en nuestra civilización se debe precisamente a su casi inconcebible capacidad de integrar millones y millones de dispositivos en un solo chip. El chip que hoy en día llevan algunos cepillos de dientes tiene mayor memoria y potencia de cálculo que el equivalente que llevaban las naves del programa Apollo para ir a la Luna. Los chips fotónicos no aspiran a alcanzar el mismo nivel, pero sí necesitan avanzar en miniaturización, lo que permitirá llevar a la sociedad importantes avances que ahora sólo lo son en el ámbito científico.

Hace poco tuvimos el placer de hablar con Gustavo Deco, uno de los referentes de la neurociencia en nuestro territorio, y nos dijo que por ahora “el cerebro no tiene una teoría”. Gracias a la fotónica, ¿conseguiremos descubrirla?

¡Cuánta razón tiene el Dr. Deco! Hará falta todo para avanzar en este ámbito. Un cerebro humano contiene unos 86.000 millones de neuronas, junto con un número similar de otros tipos de células no neuronales. ¿Cómo lo hacen para trabajar juntas? En términos generales, un ser vivo es posiblemente lo más maravilloso que existe en todo el Universo. ¿Cómo se lo hacen los diez millones de millones de células individuales para organizarse en un ser humano y mantenerlo funcionando durante muchas décadas, en algunos pocos casos casi un siglo, a menudo con muy pocos errores que ellas mismas no puedan reparar? Para ir respondiendo parcialmente a estas preguntas, hará falta de todo. ¿Fotónica? También.

¿Crees que el valor de la divulgación está creciendo dentro de la comunidad científica respecto a épocas pasadas?

Carl Sagan, uno de los divulgadores más famosos y exitosos de la historia, insistía en la pregunta que se puede parafrasear como: “¿Quién toma las decisiones sobre la ciencia y la tecnología en una democracia si la ciudadanía no sabe sobre ellas?”. Este reto ha sido siempre importante, pero llegados a un punto donde la ciencia y la tecnología utilizan un lenguaje muy técnico, en la época de la llamada inteligencia artificial, las neurociencias y la necesidad de desarrollar tecnologías que permitan revertir el cambio climático, la pregunta es más actual que nunca.

¿Por qué crees que es importante?

Es absolutamente capital divulgar los avances científicos y sus implicaciones, a fin de que el conjunto de la ciudadanía podamos adoptar posicionamientos racionales y bien informados respecto a todas las novedades y cambios que se viven.

¿Qué líneas de trabajo destacarías del ICFO actualmente?

Uno de los ejemplos claros sería el liderazgo de Quantica, una iniciativa que aspira a transformar Cataluña en un campeón de las ciencias y tecnologías cuánticas, y que incluye entre otros el proyecto Qollserola, una red de ciberseguridad cuántica que dotará de seguridad informática reforzada a las redes de comunicaciones de entidades y empresas de Barcelona. También lideramos la Red de Fotónica Médica de Barcelona, participada por casi todos los hospitales de la ciudad. Otro ejemplo es el programa Planeta Net, que agrupa tecnologías fotónicas dirigidas a sostenibilidad y energías limpias y que arrancamos gracias al apoyo de las Fundaciones Mir-Puig y Ribas Araquistain y del Ayuntamiento de Barcelona.

Meses atrás recibiste la Medalla de Oro al Mérito Científico. ¿Qué sentiste con ese reconocimiento?

Un honor inmenso, que además fue compartido con personas que admiro y amo. Barcelona tiene un alma innovadora, moderna, avanzada, ideal para la ciencia. Ya tuve el honor de decirlo cuando leí el Pregón de la Mercè hace unos años: no muchos lugares de esta parte del mundo tienen los ingredientes de los que disfruta Barcelona para convertirse en un núcleo de vanguardia científica global.