18/6/2019
Diálogos con la ciencia

«Veremos antes y mejor cualquier anomalía médica»

Jorge Wagensberg mantiene, una vez al mes, una conversación con los científicos españoles más importantes. Esta semana charla con Javier Tejada

Jorge Wagensberg - 18/03/2016 - Número 26
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«Veremos antes y mejor cualquier anomalía médica»
IKER AYESTARAN
Javier Tejada pasará a la historia, entre otras cosas, por la constatación experimental del llamado efecto túnel de spin predicho por el gran Eugene Chudnovsky, con quien mantiene una larga amistad y colaboración. Tejada es un volcán permanente de ideas para discípulos y colaboradores. Jugó al fútbol en los juveniles del Zaragoza de los cinco magníficos y la prensa lo citaba como el sustituto del inolvidable Carlos Lapetra.

Más de 300 publicaciones en investigación de vanguardia a lo largo de  40 años supone casi un trabajo al mes. ¿Cómo se consigue tal cosa?
Bueno, he dirigido un grupo grande durante mucho tiempo del que han salido un total de 35 tesis doctorales. Eso da para mucho, sí. Además, disfruto dando la idea, lo que ha ocurrido en el 90% de los casos, y también redactando yo mismo los artículos, lo que ocurre en el 80% de las ocasiones.

Hablando de ideas, ¿cuáles te son más queridas?
La que más ha trascendido es sin duda la que se conoce como efecto túnel de spin. Está considerada como uno de los hitos de la historia del spin, una propiedad cuántica intrínseca de las partículas subatómicas.

“Puede sonar un poco duro, pero los grandes médicos de cabecera también serán grandes computadoras” 

En la revista ‘Nature’ se publicó recientemente una lista de todos los físicos que en la historia han contribuido con ese concepto y ahí aparece Javier Tejada…
Se trata de una historia que empieza con el famoso efecto Zeeman y continúa con nombres como Dirac, Einstein… Es un honor figurar en esa lista. El trabajo experimental en el que demostrábamos la evidencia del efecto túnel de spin tiene más de 2.000 citas y me ha permitido recorrer el mundo dando conferencias. Es, con mucho, la idea que más ha trascendido, sí.

¿En qué consiste la idea?
El fenómeno consiste en la inversión de los polos magnéticos en, digamos, imanes de tamaño atómico o, si se quiere, de brújulas magnéticas nanométricas. Esa inversión de los polos se produce por efecto túnel, un efecto cuántico que permite atravesar una barrera de energía sin necesidad de superarla. Esa barrera es la que separa el norte-sur del sur-norte.

La posibilidad teórica existía, ¿no?
Sí, en 1988 Eugene Chudnovsky había apuntado la posibilidad teórica del fenómeno con partículas magnéticas. Y nosotros, en los años 1991 y 1992, ya publicamos una evidencia experimental de lo que llamamos la relajación magnética cuántica con partículas muy pequeñas de aproximadamente un millón de átomos. Lo que vimos es que la inversión magnética por debajo de cierta temperatura ya era independiente de esta. La teoría de Chudnovsky era para una partícula y nosotros lo vimos para un montón de partículas. Era, por lo tanto, solo una relación cualitativa entre teoría y experimento.

Luego afinasteis bastante más…
Sí, en 1995 hicimos un experimento no ya con partículas sino con ¡moléculas! Eso nos permitió hacer una correlación perfecta entre teoría y experimento. La perfección consistía en que no había parámetros ajustables. En física hay muy pocos experimentos en los que no haya que ajustar algo. Y eso es lo que se llamó efecto túnel resonante de spin. El resultado se publicó por primera vez en 1996.

¿Se puede hablar ya de aplicaciones tecnológicas del descubrimiento?
Directamente del efecto túnel, aún no, pero hay que decir que, por el camino, del know how adquirido para manejar partículas magnéticas, han surgido ya varias patentes, por ejemplo, una forma de grabar información basada en el tiempo que tardan los spines en invertirse.

Eso suena mucho a una posibilidad de soporte material para la computación cuántica.
Exacto, pero el computador cuántico todavía es una utopía. Aún no sabemos ni siquiera lo que tardará en llegar, pero, en efecto, aquí hay una  alternativa más: el cubit magnético es un candidato para el ordenador cuántico. Estamos trabajando en una línea relacionada.

Otra idea buena…
Por ejemplo, la deflagración magnética cuántica.

Pura poesía. ¿En qué consiste?
Imagínate que enciendes un papel. La llama avanzará emitiendo luz y calor. Lo que hacemos nosotros es partir de un papel magnético con todas sus brújulas microscópicas apuntando en una dirección, entonces aplicamos un campo magnético en la dirección opuesta y observamos cómo la inversión de los spines se propaga como si fuese una deflagración. Pero, atención, si la inversión de spines se produce vía efecto túnel, entonces la velocidad de propagación es muchísimo más rápida. Por eso la llamamos deflagración magnética cuántica, la única, por cierto, gobernada por la física cuántica.

Y una tercera gran idea…
Creo que ahora le tocaría a la superradiancia. Imagínate un sólido en el que tenemos todos los spines en un estado excitado.

Sigue la poesía cuántica…
Existe una probabilidad de que todos los spines caigan simultáneamente y de forma coherente a un estado más bajo. Eso es la superradiancia y la hemos detectado en el laboratorio en el orden de los microvatios. El fenómeno todavía no ha dado el salto a la trascendencia práctica porque tecnólogos y empresas necesitan como mínimo del orden de los milivatios. Hace ya 10 años que trabajamos en ello.

Sería como una especie de láser…
Sí, pero con una frecuencia que no es la de la luz visible sino la de las microondas. Por eso la llamamos táser, aludiendo a su frecuencia de teraherzio. La luz coherente no visible de microondas podría llegar a trascender en temas de comunicación. No funcionaría en la atmósfera porque sería absorbida, pero sí entre satélites. Sin duda, revolucionaría las comunicaciones en muchos sentidos y pensamos que también tendría muchas aplicaciones en el campo de la medicina. Por ejemplo en el diagnóstico de enfermedades cutáneas.

“El computador cuántico todavía es una utopía. Aún no sabemos lo que tardará en llegar” 

La física es una buena inspiración para el progreso médico, sobre todo en lo que se refiere a diagnóstico…
Nosotros estamos también muy ilusionados con aplicaciones tecnológicas médicas. Por ejemplo, con un método para estudiar el envejecimiento de los stents coronarios. Llevamos ya tres años con experimentos in vitro, tenemos varias publicaciones y ya hemos empezado con pruebas in vivo. Se trata de controlar desde el exterior lo que le ocurre al stent sin recurrir a ningún método invasivo, es decir, sin quirófanos ni cirugía. En otras palabras, podemos ver, con ayuda de un aparatito del tamaño de un teléfono móvil, si un stent se ha roto o si ha acumulado colesterol. Ya tenemos una patente en marcha.

Dominar la materia a nivel del átomo permite extender la observación hasta límites insospechados, y no solo en medicina…
Ahora estamos con otra aplicación que permite la observación justo por debajo de una superficie, otro universo nuevo. Utilizando teraherzios, cuya longitud de onda es menor que un milímetro. Tal es la distancia a la que podemos bucear en el interior de la materia por este sistema. Es el llamado Time Domain Spectroscopy, que analiza un material capa a capa, capas separadas por solo 100 micras. Un día lo aplicamos a una pintura sin firma, presuntamente de Goya, y la descubrimos oculta en las capas inferiores a menos de un milímetro de la superficie. Imagínate la trascendencia que tiene esto en el mundo del arte. Pocas horas después de publicar el resultado apareció en portada de la prensa internacional. Es un método de análisis nuevo que acabamos de transferir a una empresa especializada. Piensa también en la importancia que va a tener para arqueólogos y el examen de inscripciones antiguas en cerámicas u otros soportes…

El interés de las superficies es muy profunda… Por ejemplo, ¿corregían mucho los que representaban bisontes en las pinturas rupestres? A mi amigo José Antonio Lasheras, fallecido hace unas semanas, le hubiera encantado esa posibilidad (un recuerdo para él).
Por ejemplo. Otra aplicación tiene que ver con el análisis del grado de porosidad, homogeneidad o rugosidad de una superficie, lo que tiene un interés nuevo y decisivo en la fabricación de automóviles, aviones, farmacia… Muchos medicamentos están recubiertos de superficies especiales cuya calidad hay que controlar desde el propio proceso de fabricación. Es una técnica ideal para detectar defectos.

Antes has mencionado la importancia que ha tenido la sintonía con Chudnovsky. Hablemos de ello, porque estos idilios no son fáciles y sí muy fecundos cuando ocurren. ¿Cómo se produjo el flechazo?
Fue en 1989. Recibí una carta de Chudnovsky, que estaba muy contento porque nuestro trabajo confirmaba algunas de sus predicciones teóricas. No nos conocíamos personalmente, pero él ya era un físico muy conocido por sus trabajos y por su disidencia. El KGB lo había expulsado de la universidad y estaba encerrado en su casa. En todos los congresos internacionales se pasaban firmas a favor de su libertad y en 1987 logró emigrar a EE.UU. para continuar una carrera espectacular.  Poco después le anuncié que me disponía a observar experimentalmente el famoso efecto túnel. El 1 de enero de 1991 todo estuvo preparado y el 6 de enero Chudnovsky se plantó en Barcelona para no perderse el experimento. Así empezó una amistad que todavía dura. En los veranos paseamos por la playa de Comarruga y seguimos hablando de física.  Ya son más de 25 años… Eugene es sin duda el mejor físico de magnetismo del mundo. Todo lo nuevo dese los años 80 ha venido de su mano.

¿Con qué nos va a sorprender la física en los próximos años?
Bueno, las ondas gravitacionales no han hecho más que empezar. Van a llegar muchas novedades por ahí…

Además de mirar el universo ahora podemos escucharlo…
Se abre una ventana nueva, en efecto. Atraerá muchas inversiones y el interés de muchos científicos.  En el caso de grandes proyectos como el del CERN soy algo más escéptico. Es una fuente de tecnología nueva, pero quizá sea excesivo. En cambio, la robotización y el dominio de los sensores reúne cada día a más expertos de toda clase. Veremos cosas increíbles: por ejemplo, el latido del pensamiento…

La resonancia magnética funcional para el cerebro ya tiene muchos aspectos que parecen de ciencia ficción.
Claro, el cerebro es una fuente emisora de ondas electromagnéticas. El cardiograma y el magnetoencefalograma abrirán pronto vías insospechadas de investigación. Este concepto de máquina médica va a tener una gran importancia en la economía mundial. Cada vez veremos antes y mejor cualquier anomalía médica, por pequeña y prematura que sea. Y esa es una tarea claramente para los físicos.

Y no solo para ver, también para hacer. Los robots ya operan muchas cosas con ventaja…
Esa tendencia es fundamental y concentra muchas ilusiones. En muchos casos un robot ya es más seguro y preciso que la mano de un cirujano. Puede sonar un poco duro, pero los grandes médicos de cabecera también serán grandes computadoras. No se puede competir con la información que estas pueden almacenar y gestionar. Imagínate la cantidad de relaciones que puede cruzar un ordenador con los datos que proporciona una simple analítica. Muchas profesiones ya se están modificando por todos estos avances.

Hace no mucho, España presumía de ser la octava economía del planeta sin ruborizarse por estar a la cola de la investigación científica en Europa...
En España hay centros de investigación que pertenecen a la élite mundial. Pero son pocos. Una economía robusta no se hace solo comprando patentes o invitando a empresas de otros colectivos. Hemos avanzado, pero no generamos suficiente tecnología.  Esta, y la ciencia, siempre han estado globalizadas. Hay que aparcar nuestras diferencias para abordar grandes proyectos y que estos no sean solo cosa de alemanes y franceses.