Francisco Guinea

Me llamo Francisco Guinea, ICMM. Soy físico teórico de la Materia Condensada. Trabajo en el Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Me licencié en la Universidad Complutense de Madrid e hice el doctorado en la Autónoma, también de Madrid. Después, estuve dos años en formación post doctoral en la Universidad de California, Santa Bárbara.

Mi trabajo consiste en desarrollar modelos que permitan entender lo que ocurre en los materiales, en los sólidos, y en sistemas reducidos, como los que se usan en dispositivos, la llamada nanotecnología. Además, estudiamos fenómenos nuevos que pueden ocurrir en circunstancias extremas como son los sistemas a temperaturas muy bajas, donde cabe esperar fenómenos que no son los habituales y donde de hecho se ha encontrado ya muchas sorpresas como la superconductividad, la superfluidez del Helio, y etc..


.-¿Es realmente una sorpresa la superfluidez del Helio? ¿No es un dato que se conocía desde hace ya tiempo?…
Fue una sorpresa que se encontró en su momento y que permitió observar cómo al bajar la temperatura aparecen situaciones nuevas de la materia totalmente inesperadas… A partir de entonces se han encontrado otro tipo de cosas, también muy exóticas, como el efecto Hall cuántico o el efecto Hall fraccional, que fueron motivo de varios premios Nobel.

Está también toda la cuestión de la superconductividad anómala, que se ha visto en determinados materiales. También la superconductividad de altas temperaturas, que no es exactamente como la habitual, a bajas temperaturas. Para entender su origen se está investigando sobre modelos y propiedades a temperaturas muy bajas, que es donde cabe esperar que el fenómeno esté más precisado.

Entonces hay una serie de fenómenos nuevos que van apareciendo porque la materia tiene un comportamiento a las temperaturas ambiente habituales para nosotros, y comportamientos muy diferentes a temperaturas muy bajas.

.-¿Cual es la razón por la que tú estás aquí?. Supongo que entre todos vosotros os conocéis desde hace ya años…
Tenemos una larga experiencia de trabajos conjuntos y hay una serie de temas que nos interesan mucho como es el comportamiento de sistemas muy pequeños a muy bajas temperaturas. Los grupos experimentales del proyecto tienen una experiencia muy consolidada y muy reconocida fabricando cuellos y puntas y todo tipo de contactos con muy pocos átomos en la zona estrictamente de contacto.

Nuestro grupo en concreto se ocupa de investigar cuáles son las propiedades físicas de esos contactos, sobre todo cuáles son las propiedades de la conducción eléctrica, que son muy poco habituales, porque los electrones tienen que pasar de muy pocos en muy pocos, e incluso de uno en uno, y alguna zona de contacto se puede mantener superconductora y el resto no… Todo esto da lugar a muchos desafíos teóricos.

.-Cuando hablas de “cuello” y “contacto”, ¿a qué te refieres?…
Me refiero a experimentos donde, con microscopio de barrido electrónico, la punta aplasta un metal contra otro metal, luego lo estiran y van quedando unos cuellos cada vez más finos antes de que se rompa el conjunto del sistema… Estos cuellos tienen muy pocos átomos de sección.

.-Tú te ocupas de la formulación teórica en este grupo, ¿no?. Los demás son grupos experimentales y tú eres el teórico… Sin embargo, tu lugar de trabajo está en el Instituto de Materiales..
Bueno, ¡hay todo un departamento de teoría!… Digamos que en la investigación muy en punta, y valga la redundancia, la interpretación de los datos experimentales no es trivial. Los experimentos pueden ofrecer resultados más o menos exóticos, y tener un complemento teórico es fundamental. No sólo en este grupo funcionamos conjuntamente teóricos y experimentales. Hay muchos más campos y en concreto en el Instituto de Materiales somos un departamento con siete u ocho teóricos…

.-¿Qué es lo que tenéis por delante dentro de este proyecto?… ¿tenéis algo así como unos hitos marcados?…
Bueno, la física de bajas temperaturas tiene muchos aspectos y desafíos muy claros como la super conductividad en un sistema de muy pocos átomos, a muy bajas temperaturas, y con los métodos de fabricación que existen ahora.

Pero hay superconductores muy poco habituales que aparecen a muy bajas temperaturas, parecidos al Helio-3, pero con electrones cuyas propiedades se entienden muy mal y mucho menos cuáles son las propiedades de un contacto entre uno de estos superconductores y otro tipo de materiales…

Ahora hay mucha actividad en torno al grafeno, que es una capa de grafito de un átomo de espesor. Como decía el premio Nobel Tony Leggett, este tipo de temperaturas no existen en el universo porque la temperatura media del universo es bastante más alta, sólo existen en unos pocos laboratorios de la tierra… Lo que cabe esperar está por ver, es decir, no se sabe muy bien qué podemos encontrar.

.-Desde el punto de vista del trabajo en equipo, la parte teórica ¿cómo se enlaza con la experimental? ¿Va por detrás o por delante?
Depende, a veces en base a unos datos experimentales interesantes se puede desarrollar todo un tipo de modelos sobre lo que está pasando, y cómo eso se relaciona con otros fenómenos de la Física de las Bajas Temperaturas. Otras veces se pueden sugerir experimentos, como decir: cabe esperar que en estas condiciones tan anómalas vayan a suceder estas cosas y convendría ver si efectivamente ocurre.

.-Es decir, digamos que el experimental hace una determinada práctica y el teórico le da la formulación matemática correspondiente y eso tiene que servir para que esa práctica que ha dado lugar a la formulación se repita de manera correcta…
Exacto. Los teóricos, como podemos ajustar los números que usamos al describir un fenómeno como queramos, tenemos más libertad para anticipar lo que podría pasar… Luego hay que esperar a ver si esto es así.

.-En la actualidad os aproximáis mucho al Cero Absoluto… ¿Representa esto una dificultad también desde el punto de vista teórico?
Digamos que a esas temperaturas los núcleos atómicos se han congelado por lo que lo que nos queda es ver cómo se mueven los electrones que son mucho más ágiles, más ligeros y más difíciles de congelar… El desafío es entender bien qué les pasa a los electrones, que además son los que conducen la electricidad.

.-Superconductores a muy bajas temperaturas… Esto, desde un punto de vista práctico ¿cómo se traduce?… Es decir, mantener un sistema a temperaturas tan excepcionales, luego, en la práctica industrial, cómo se aplica? ¿O es un estado provocado únicamente con la idea de estudiar el comportamiento de la materia?…
Ambas cosas. Nos permite abordar la parte puramente fundamental, de entender mejor el mundo que nos rodea y luego todas estas cosas poco a poco van teniendo consecuencias prácticas… Por ejemplo, todo este tipo de experimentos a muy bajas temperaturas tiene mucha utilidad en medidas de muy alta precisión, para definir patrones de longitud, de corriente, etc. La mejor forma es hacerlo a muy bajas temperaturas.

Desde el punto de vista de la aplicación ahora mismo cualquier hospital tiene aparatos que funcionan a 4 grados absolutos, que eran temperaturas muy difíciles de alcanzar hace 40 o 50 años, salvo en muy pocos laboratorios… Hablo de la resonancia magnética, por ejemplo…

.-Esto es un proyecto promocionado por la Comunidad de Madrid, ¿Cuál es tu opinión sobre el estado actual de vuestra comunidad científica?
Yo puedo hablar como teórico… Nosotros, en cuanto a medios, estamos bastante bien comparativamente con otros países. Quizá es un poco complicado, porque para obtener suficientes medios hay que hacer mucho papeleo. En otros lugares a lo mejor en el mismo paquete ya incluyen contratos, dinero para viajar, becarios, etc. etc. pero en cuanto a medios, estamos muy bien…

En salarios, en cambio, estamos un poco por debajo de Alemania y no digamos de Estados Unidos… En cuanto a la situación más general, quizás nos falta gente más líder pero creo que, con tiempo, se irá consiguiendo.

.-¿Qué pasa con esa gente de más calado? ¿Se van, como es ya tradición en España? ¿Se los llevan?…
Ahí tenemos al reciente premio Príncipe de Asturias, que es un teórico que trabaja en este campo (Ignacio Cirac) y que finalmente se ha ido porque en Alemania le han hecho una oferta muy buena… Quizá hay un poco demasiado café para todos, y un poco más de competitividad no nos vendría mal… Ahora la gente joven es más competitiva, por la cuenta que les tiene. Para sacar una plaza, tienen que pelearlo más, pero a nuestro nivel, los que ya estamos instalados, quizá si se nos forzara un poco más, el sistema en su conjunto lo agradecería.