Phillips, William Daniel (1948-VVVV).
Físico estadounidense, nacido en Wikes-Barre (Pennsylvania) el 5 de noviembre de 1948. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física -que compartió con su compatriota Steven Chu y con el francés Claude Cohen-Tannoudji- en 1997, "por el desarrollo de métodos de enfriamiento y captura de átomos mediante el empleo de un haz de láser".
Vino al mundo en el seno de una familia de clase media formada por Mary Catherine Savino -descendiente de emigrantes católicos italianos- y William Cornelius Phillips -miembro de una familia metodista que descendía de galeses-. Sus padres, ambos universitarios, pusieron especial interés en la formación académica de todos sus hijos, a los que inculcaron a mi temprana edad su afición a la lectura.
En los primeros años de vida del futuro premio Nobel, su educación estuvo marcada por el ambiente que le rodeaba, en el que ejercían una poderosa influencia la Iglesia y la escuela (y, desde luego, la institución familiar). Cultivó intensamente el ejercicio físico (le apasionaba la pesca, el béisbol, el ciclismo y, entre otros muchos deportes, la equitación) y la actividad intelectual, y pronto dio muestras de una precoz inclinación hacia las Ciencias, plasmada en los experimentos químicos que comenzó a realizar por su cuenta aprovechando diferentes substancias de uso doméstico. Uno de sus entretenimientos favoritos consistía, además, en examinar cualquier cosa con el microscopio que le regalaron sus padres.
En 1956 se instaló, con los suyos, en la localidad de Butler, cerca de Pittsburgh, donde, a sus ocho años de edad, se reveló ya como un niño superdotado y fue incluido en un proyecto experimental de educación acelerada. Así, pronto adquirió unos saberes que rebasaban los conocimientos medios de cualquier niño de su edad, sobre todo en el campo de las Matemáticas. Y así, en 1959, cuando su familia llevó a cabo un nuevo traslado y se afincó en Camp Hill, cerca de Harrisburg, los profesores de su nuevo colegio (Camp Hill High School) se quedaron asombrados de su nivel de conocimientos y decidieron adelantarle varios cursos.
Alternaba, por aquel tiempo, su pasión por una otra actividad deportiva (el tenis) con largas horas de estudios y experimentos en un improvisado laboratorio que había instalado en el sótano de su casa, donde, ante el temor de sus padres -que no eran científicos y desconocían el alcance de sus trabajos-, descubrió las propiedades de la antracita, el asbesto y otros minerales, al tiempo que experimentaba con la electricidad, los rayos ultravioletas, el fuego, los explosivos, etc.
Así las cosas, al emprender sus estudios secundarios el joven William D. Phillips era ya un científico aficionado. Durante este período académico, volvió a sobresalir en las materias de Ciencias y en el estudio de las Matemáticas, pero descubrió también la importancia de la Lengua y la Literatura (que consideró primordiales a la hora de divulgar correctamente sus futuros trabajos), y aprendió a la perfección la lengua francesa (que, unos años después, habría de servirle de gran utilidad a la hora de comunicarse con su colega Claude Cohen-Tannoudji y su equipo de colaboradores). Su precocidad le permitió participar, siendo todavía alumno de enseñanzas medias, en cursos universitarios veraniegos, donde alcanzó el convencimiento de que su futuro profesional estaba íntimamente ligado a la Física experimental.
En sus años finales de instituto, William D. Phillips conoció a Jane Van Wynen, con la que comenzó a intimar en 1965, a raíz de un viaje escolar a Nueva York para visitar la New York World's Fair. Ambos compañeros de estudios habrían de contraer matrimonio en 1970.
Phillips inició sus estudios superiores en 1966, en el Juniata College, institución en la que habían estudiado sus padres, su hermana mayor y otros familiares suyos. Enseguida destacó por su excelente nivel en Física y Matemáticas, hasta el extremo de que, cuando cursaba todavía el primer año de carrera, el profesor Wilfred Norris, director del Departamento de Física, le invitó a incorporarse a las prácticas de un laboratorio de física experimental reservado a los estudiantes del tercer curso. Norris fue el director de sus primeras investigaciones serias, centradas en la mejora de los espectrómetros conocidos hasta entonces (aparatos que permiten separar las radiaciones de distintas características y medir su proporción).
Tras su paso por el Juniata College, William D. Phillips quiso completar sus estudios universitarios en Princeton; pero el ambiente que conoció en su Facultad de Física no le gustó, por lo que optó por matricularse en el prestigioso MIT (Massachusetts Institute of Technology) de la Universidad de Harvard, donde el profesor Dan Kleppner le aceptó de buen grado tras conocer sus brillantes trabajos en resonancias magnéticas. Kleppner le destinó a un programa de desarrollo del máser de hidrógeno.
Doctorado en 1976 con una tesis sobre el momento magnético del protón en el H2O, Phillips aceptó una oferta del MIT para quedarse allí durante los dos próximos años, en calidad de investigador postdoctoral. Fue en este período cuando comenzó a adentrarse en los secretos del condensado Bose-Einstein, un estado de la materia a temperatura ultrabaja, en el que los átomos se comportan como un único superátomo, siguiendo las leyes de la mecánica cuántica. Sentó, con ello, las bases de la investigación que, al cabo de veinte años, habría de granjearle el Premio Nobel.
En 1978, Phillips se trasladó a Gaithersburg (Maryland) para incorporarse a la NBS (National Bureau of Standards, u Oficina Nacional de Normas y Medidas), que poco después pasó a llamarse NITS (National Institute of Standards and Technology, o Instituto Nacional de Normas y Tecnología). Encargado, allí, de mejorar los instrumentos de precisión utilizados para la fabricación de láser, aprovechó el valioso equipamiento que tenía a su disposición para ampliar sus conocimientos sobre las técnicas de refrigeración del láser.
El Metodismo -religión que, profesada por sus padres, había dejado de practicar regularmente Phillips durante su época de estudiante- volvió a hacerse presente en el brillante científico de Pennsylvania a finales de los años setenta. Acompañado de su esposa Jane, se unió a la congregación metodista de Fairhaven, en cuyo seno desarrolló una constante y abnegada labor proselitista que, ciertamente, resulta poco habitual en científicos de su talla.
Aportaciones de Phillips
Al poco tiempo de haberse incorporado a la NBS, William Daniel Phillips comenzó a trabajar intensamente en un proyecto de refrigeración del láser, materia sobre la que ya había investigado durante sus últimos años en el MIT. Por aquel tiempo, Steven Chu había desarrollado, en los Laboratorios Bell de Holmdel (Nueva Jersey), un método para frenar los átomos por medio de rayos láser, que partía del conocimiento generalizado de la velocidad media aproximada a la que se desplazan los átomos a temperatura normal (aproximadamente, un kilómetro por segundo). Chu y su equipo habían ideado un proceso que, sirviéndose de un impacto frontal de los átomos contra los fotones de un rayo láser, daba lugar a una disminución considerable de la velocidad normal del átomo.
Steven Chu y los científicos que trabajaban con él pudieron constatar, repitiendo el proceso, se reducía cada vez más la velocidad de los átomos, de tal modo que su desplazamiento podía llegar a ser miles de veces más lento que el habitual, lo que su vez equivalía a enfriarlos a temperaturas cercanas al cero absoluto. Hecha esta comprobación, Chu creó un dispositivo (más tarde conocido como melaza óptica o trampa atómica) compuesto por seis rayos láser que convergen en un mismo punto; estos rayos están dispuestos de tal manera que forman una especie de "trampa" o "cárcel" concebida con la finalidad de frenar a los átomos de sodio que penetran en la región comprendida entre ellos, y dificultar enormemente su salida de dicha zona. Así, con la trampa atómica de Chu se consigue que los átomos de sodio "atrapados" en ella reduzcan su desplazamiento hasta velocidades asombrosamente lentas (unos treinta centímetros por segundo, lo que equivale a una temperatura de 0'00024 grados Kelvin).
Partiendo de este trabajo de Chu, William Phillips y sus colaboradores lograron alcanzar, en los laboratorios de la NBS, velocidades y temperaturas aún mucho más bajas, lo que era prácticamente inconcebible entonces (sobre todo, después de los límites a los que había llegado Steven Chu). En efecto, las temperaturas de 0,000043 grados Kelvin conseguidas por Phillips obligaron a modificar todas las teorías sobre el enfriamiento desarrolladas tras la contribución de Chu, que estaban basadas en modelos del comportamiento de los átomos demasiado simplificados.
JRF
