Yo siempre he pensado que la luz artificial sólo podía llevarnos beneficios, ya que nos permite vivir y trabajar independientemente de las horas de luz natural que haya. Sin embargo, ayer mi vecina, que es una gran aficionada a la tecnología y la ciencia, me explicó que la luz artificial puede alterar los ciclos de vida de los seres vivos. Quedan muchas cosas por comprender sobre la contaminación lumínica: por eso, me invitó a participar con ella en un experimento de ciencia ciudadana para ayudar a los investigadores a estudiar las consecuencias de la exposición a la luz artificial. ¡Quién habría dicho que paseando y haciendo fotos con mi móvil podría contribuir a la ciencia!

No sé cómo lo haría sin internet: toda la música que escucho, las historias que leo, las fotos que comparto con los amigos, los vídeos que miro, ... ¡todo está en la nube!

¿Sabías que la nube no es tan etérea como el nombre nos puede hacer pensar? Para poder distribuir información por todo el mundo de forma ultra rápida es necesaria una red de fibras ópticas que conecta físicamente todos los continentes y ciudades pasando incluso por el fondo de los océanos. Así los miles de datos que se envían cada segundo pueden llegar a nuestros dispositivos en nada, sean los datos necesarios para hacer funcionar un hospital o un vídeo de gatitos, ¡y todo transportado por fotones!

Trabajo en el departamento de control de calidad de una empresa alimentaria y la fotónica es una herramienta ideal para nuestro trabajo, porque nos permite hacer nuestros análisis de manera no invasiva, sin dañar los productos.

Utilizamos sistemas fotónicos para procesos muy diferentes, desde controlar la forma y el color de la fruta y la verdura, hasta medir la cantidad de oxígeno dentro de los paquetes para asegurarnos de que los alimentos que hay dentro no se estropeen demasiado rápido. Algunos de nuestros proveedores utilizan los fotones también para controlar los cultivos y optimizar las cosechas.

¿Sabías que los fotones pueden penetrar algunos centímetros dentro de nuestro cuerpo? En ICFO y Hemophotonics (una spin-off de ICFO nacida en 2013) utilizan esta propiedad para obtener información sobre lo que ocurre bajo nuestra piel (concentración de oxígeno y flujo de la sangre) en tiempo real y de manera no invasiva.

Esto puede ayudar a los profesionales médicos a la hora de detectar y monitorizar enfermedades neurológicas, además de mejorar la diagnosis de algunas patologías, como el cáncer de tiroides. Esta tecnología tiene también aplicaciones en el campo de las neurociencias, oncología, anestesiología, diabetes y medicina deportiva.

 (Foto: sensor no invasivo para la detección precoz de patologías neurológicas en bebés prematuros)

Estamos acostumbrados a ir a la playa sin preocuparnos de enfermedades porque hay entidades como la Agencia Catalana del Agua (ACA) que controlan el agua de las playas, garantizando la salud de los bañistas. Gracias a la fotónica, pronto será posible el análisis in situ en pocas horas, reduciendo sensiblemente los tiempos de espera para detectar la presencia de microorganismos nocivos.

Por este motivo, la ACA ha acordado con el ICFO desarrollar esta tecnología para hacer el seguimiento del estado de las playas catalanas. Esta misma tecnología podría aplicarse también en el campo de la seguridad alimentaria y otros sectores industriales.

Un haz de fotones bien enfocado puede llegar a atrapar objetos y desplazarlos de una manera delicada y precisa: esto no es ciencia ficción, sino una técnica fotónica extremadamente útil y versátil que hizo merecer el premio Nobel a su inventor.

Podéis encontrar pinzas ópticas en varios laboratorios de ICFO en diferentes áreas de aplicación: por ejemplo, se usan para atrapar átomos y entender mejor sus propiedades, para medir la movilidad y la elasticidad de algunas células o para estudiar pequeños objetos en la frontera entre la física cuántica y la clásica.

  (Foto: Pinzas ópticas en uno de los laboratorios de ICFO)

Para poder empujar los límites del conocimiento en el campo de la nanotecnología como se da en ICFO, se necesitan unos instrumentos excepcionales, que permiten, por ejemplo, evaporar metales o hacer incisiones extremadamente diminutas con haces de electrones.

Con estos instrumentos, se fabrican las muestras y los dispositivos que – gracias a su estructura nanométrica - permiten observar nuevos fenómenos u obtener productos innovadores. Para poder hacer esto, es necesario tener un espacio extremadamente limpio, ya que un solo grano de polvo podría desperdiciar la investigación. Por eso en ICFO hay una sala blanca donde diferentes grupos científicos pueden colaborar para entender mejor el nanomundo.

 (Foto: Persona observando una muestra dentro de la sala blanca de ICFO)

No es fácil prever cuando una tecnología concreta estará disponible para la sociedad: por ejemplo, hace años que la fusión nuclear parece cerca de resolver el problema de la producción de energía, pero siempre aparecen problemas técnicos imprevistos que alejan su realización. Por otra parte, algunas tecnologías ahora muy difusas, como por ejemplo los láseres, deben su origen a la curiosidad sobre algunas preguntas fundamentales, como la interacción entre fotones y materia, sin una aplicación concreta en mente.

¿Cómo podemos escoger los campos de investigación que nos reportarán más beneficios?

La investigación fundamental, como por ejemplo en ciertos campos de la fotónica, necesita recursos económicos, y a menudo no tiene una aplicación directa a nivel comercial o industrial a corto plazo. Por otro lado, si limitamos la investigación a sectores que puedan dar un rápido retorno económico, es difícil llegar a las sólidas bases científicas generales que sustentan el progreso tecnológico.

¿Cómo podemos solucionar este "círculo"?

La pandemia que surgió en 2020 nos enseñó que la salud pública es un sector muy importante que afecta a muchos más aspectos de la sociedad. Un minúsculo virus puede afectar la vida de millones de personas en todos sus aspectos, no sólo la salud, pero también la economía, estructura industrial, mercado laboral ...

Por eso es importante concentrar la mayoría de nuestros esfuerzos en proyectos de investigación que puedan mejorar y cuidar la salud de las personas.

Vivimos en la era de la información. Cada día más empresas e instituciones recogen y analizan grandes cantidades de datos para mejorar procesos industriales y servicios para la población. Además, las tecnologías digitales son fundamentales para comunicarnos entre nosotros, sea para trabajar o divertirnos. Si fallan los sistemas de información, fallan también las estructuras estratégicas como son las redes energéticas, control del tráfico, hospitales, gobiernos, ... Así, velar por la seguridad de los datos y para que las podamos transmitir masiva y rápidamente es de fundamental importancia para una sociedad digitalizada como la nuestra.

Por eso es importante concentrar la mayoría de nuestros esfuerzos en proyectos de investigación que puedan mejorar la recogida, análisis, transmisión y seguridad de datos.

Estamos en el medio de una emergencia climática: para poderla resolver se necesitan nuevas políticas ambientales y el compromiso de la sociedad entera. La ciencia y la tecnología pueden contribuir a acelerar el cambio de paradigma que se necesita para salvar el planeta con descubrimientos y tecnologías innovadoras. Si no hacemos nada ahora, la Tierra será inhabitable e insostenible, pero todavía estamos a tiempo.

Por eso es importante concentrar la mayoría de nuestros esfuerzos en proyectos de investigación que puedan ayudarnos a cuidar de nuestro planeta.

La fotónica está en todas partes y tiene un impacto positivo en muchos aspectos diferentes de nuestra vida. A veces, una misma tecnología (como por ejemplo el láser) puede mejorar la salud, la información y el cuidado del medio ambiente a la vez. Hay muchos problemas globales y es complicado establecer una prioridad, sobre todo porque están interconectados.

Por eso es importante no concentrar nuestros esfuerzos en un único campo de aplicación: es mejor diversificar nuestros esfuerzos para tener más posibilidades de éxito.