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Alejandro W. Rodríguez y Adolfo Plasencia

Alejandro W. Rodríguez. Fotografía cortesía de A.W.R

Los problemas en los que estamos trabajando ahora mismo tienen el potencial de cambiar completamente la forma en que pensamos sobre la energía.

La idea de lograr una mayor eficiencia energética, de utilizar cada gota de energía a nuestra disposición, es definitivamente revolucionaria, aunque el mundo ya se está moviendo en esa dirección. Una mayor eficiencia energética revolucionará la manera en que nos vemos a nosotros mismos y nuestra relación con la energía, la tecnología y el medio ambiente.

Alejandro W. Rodríguez

Alejandro W. Rodríguez es profesor asociado de Ingeniería Eléctrica en el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Princenton y en el Instituto Princeton para la Ciencia y Tecnología de Materiales (PRISM); es director del Programa de Educación MIRTHE+ en el Photonics Sensing Center de la misma universidad. Se doctoró en física en el MIT en 2010. Antes de incorporarse a la Universidad de Princeton, ocupó cargos posdoctorales conjuntos con la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Harvard y el Departamento de Matemáticas del MIT. Ha sido recientemente galardonado con el Premio al Joven Investigador de la Sociedad de Ingenieros Profesionales Hispanos y con el Princeton SEAS E. Lawrence Keys, Jr./Emerson Electric Co. Faculty Advancement Award. Recibió el premio Early CAREER de la NSF y fue nombrado Fellow Fredrick Howes del Departamento de Energía y Fellow Kavli de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. (2014) y nombrado World Economic Forum Global Shaper (2011–2013).

Sobre sí mismo dice:

Nací en La Habana, Cuba, y soy un subproducto de las rumbas ruidosas, una familia de entusiastas de la física y del folclore afrocubano. A los 12 años emigré a Estados Unidos. Aunque mi apellido es Rodríguez-Wong, un reflejo de mi doble ascendencia cubana y china, generalmente publico bajo el nombre de Alejandro W. Rodríguez. Cuando no estoy pensando en los fotones, estoy bailando salsa, viendo películas antiguas, escuchando música cubana o jugando a videojuegos.

PARTE I. EN EL DEPARTAMENTO DE FÍSICA DEL MIT

Adolfo Plasencia: Alejandro, gracias por reunirte conmigo. Alejandro W. Rodríguez: Gracias a ti por venir.

A. P.: Ahora estamos en el Departamento de Física del MIT. Sin embargo, tú naciste en Cuba.

A. W. R.: Sí, soy cubano.

A. P.: ¿Cómo se llega desde Cuba al Departamento de Física del MIT?

A. W. R.: Bueno, para ser honesto, mi familia me inculcó el amor por la ciencia. Mi padre estudió física. Mi madre estudió astrofísica. Mi padrastro era profesor de Física en la Universidad de La Habana. Nunca me obligaron a nada; para que te guste la física tienes que conocerla, probar yendo a una clase de física. Sin embargo, me inculcaron el amor por la ciencia en general. Después de llegar a Estados Unidos, desde la escuela secundaria y aún antes, en el preescolar en Cuba, me enamoré de la física y decidí firmemente, ya en mi segundo año en el instituto, que iba a venir al MIT.

A. P.: ¿Alguno de tus profesores, que hayas conocido, fue decisivo para que te hayas involucrado en este raro campo de la física?

A. W. R.: Hice mis estudios de pregrado y comencé a investigar también en el MIT. Durante esos tres años interactué mucho con los profesores con los que trabajo hoy en día, pero no estaba totalmente seguro de lo que me iba a gustar más. Sabía que me atraía la física teórica, pero terminé trabajando en un nuevo tipo de física, en parte computacional y en parte teórica. La convergencia de estas dos áreas es lo que me hizo decidirme al final; obviamente, el amor que sentí por la intersección de la física y la computación, campo que está relacionado con mi tutor en el MIT, Steven G. Johnson, y también con John D. Joannopoulos. Son dos profesores que tuvieron un gran impacto en mí y me iniciaron en este camino.

A. P.: ¿Y por qué te orientaste a la física cuántica a nanoescala y no hacia la física del universo, por ejemplo? ¿Por qué el universo infinitamente pequeño y no el grande? ¿Por qué entre 0 y 200 nanómetros?

A. W. R.: Hay dos razones. Cuando empecé mi carrera estaba enamorado de la relatividad general, que ya sabes que está relacionada con la astrofísica, con el mundo macroscópico y con la inmensidad, pero en el MIT hay un ambiente bastante práctico. Hay muchos teóricos; la teoría es muy fuerte en el MIT. Pero también hay gente a tu alrededor que siempre está pensando en aplicaciones y en cómo ayudar a la sociedad explotando la tecnología, usando aplicaciones específicas. Este tipo de enfoque de las ideas en la ciencia es el que me hizo ver la mecánica cuántica o el mundo de la nanoescala como una fuente, donde sentí que mi trabajo podría tener un impacto más directo en la tecnología cotidiana. No es que la astrofísica y la relatividad general no sean importantes para la sociedad o la tecnología, sino que la física cuántica tiene una conexión mucho más amplia con las cosas de la vida cotidiana.

A. P.: Hablemos de las fuerzas Casimir. Recuerdo una noticia publicada en la web del MIT, con el título «Misteriosas fuerzas cuánticas desentrañadas», en la que se hablaba de tu trabajo.¹ ¿Qué fuerzas misteriosas habías desentrañado?

A. W. R.: Las fuerzas Casimir fueron descubiertas hace mucho tiempo. En 1948, el físico holandés Hendrik Casimir descubrió que, si se tienen dos objetos neutros, es decir, sin carga eléctrica, colocados a unos pocos nanómetros de distancia, se atraerán entre sí. En la física clásica, la ausencia de una corriente externa también significa que no existe ningún campo entre los dos objetos, y teóricamente no habría ninguna fuerza entre ellos. No habría razón para ninguna interacción a esta escala. Estamos hablando de una atracción misteriosa en el sentido de que no puede ser fácilmente explicada por las leyes clásicas. Ocurre porque las ondas electromagnéticas, o la luz, permean el vacío. El vacío no está vacío.

A. P.: El vacío no es la nada. …

A. W. R.: Exactamente. No es la nada.

A. P.: ¿Y hay también energía dentro del vacío?

A. W. R.: Sí, Hay energía en forma de «fotones virtuales».

A. P.: ¿Pero los fotones pueden ser virtuales?

A. W. R.: Sí, por supuesto. Por otra parte, no son tan virtuales porque dejan tantos rastros físicos que se puede observar su existencia. Se llaman virtuales porque provienen de procesos de mecánica cuántica, del principio de incertidumbre de Heisenberg, que revela características cuánticas que no son explicadas por la mecánica newtoniana. Heisenberg se dio cuenta de que las reglas de probabilidad que rigen las partículas subatómicas nacen de una aparente paradoja, por la cual la posición y el momento de una partícula, su grado de movimiento, no pueden ser medidos simultáneamente con perfecta precisión. Además, de acuerdo con este principio, en una escala cuántica el mero hecho de observar cambia lo que se está observando. Como resultado de esta incertidumbre, el mundo a pequeñas escalas es caótico y está lleno de confusión: hay mucho movimiento. En consecuencia, las cargas de los átomos, las cargas microscópicas que existen en los objetos neutros, interactúan entre sí en la escala que rige las leyes de la mecánica cuántica.

A. P.: Teóricamente, la entropía empeora, genera más desorden, nunca menos; o ¿es que ahora los físicos quieren darle la vuelta a las cosas y hacer que la entropía mejore?

A. W. R.: En este caso teórico, estamos hablando de un sistema termodinámico que está en equilibrio; la entropía por definición no cambia. Pero sí. La idea es que estamos tratando de apoderarnos de este desorden, de este caos electromagnético, y hacer algo útil con él. Estamos tratando de entenderlo para ver si podemos desarrollar alguna tecnología y obtener algo innovador con este caos.

A. P.: Alejandro, la gente que lea esto pensará que tú y yo estamos hablando aquí de cosas que suenan un poco como de extraterrestres.

A. W. R.: Sí, de cosas locas. …

A. P.: De locuras, sí. Pero cualquiera que tenga un iPhone sabe que, si se gira, la pantalla cambia automáticamente de vertical a horizontal. Esto se debe a que llevan micromáquinas, como los acelerómetros, que están relacionados con las fuerzas Casimir. En otras palabras, ya hay aplicaciones que están siendo utilizadas por la gente común. ¿No estás de acuerdo?

A. W. R.: Sí, y es que estas fuerzas ya han sido medidas experimentalmente. En las últimas cuatro décadas se han realizado docenas de experimentos que han medido con precisión las fuerzas Casimir. Conforme la tecnología siga avanzando y el tamaño de los dispositivos se reduzca, las fuerzas Casimir desempeñarán un papel mucho más destacado. En este momento hay dispositivos con partes que funcionan aprovechando estas fuerzas. Resulta que lo que produce las fuerzas Casimir en estos dispositivos no tiene nada que ver con la gravedad. Básicamente, estas fuerzas son el resultado de la mecánica cuántica y del campo electromagnético. Sin embargo, están teniendo un gran impacto en los dispositivos macroscópicos que regularmente empleamos.

A. P.: Con el principio de incertidumbre de Heisenberg todo se ha vuelto borroso, ¿no crees?

A. W. R.: Exactamente. La partícula no tiene un volumen específico que sea fijo y estático en el espacio. Solo puedes señalar la probabilidad de que esté en un lugar determinado, viendo la partícula como una onda, no como un corpúsculo. Y al acercarse a ella con las leyes cuánticas y la dinámica de la onda, los extraños comportamientos que observamos tienen más sentido.

A. P.: Para que esto sea coherente para ti de esta manera, quizá hayas tenido la suerte de haber nacido después y no antes de Einstein, porque habría sido científicamente subversivo decir estas cosas hace ochenta años, ¿no crees?

A. W. R.: Por supuesto que sí. Por ejemplo, había físicos que creían que Dios no juega a los dados, y Einstein fue uno de ellos.² De hecho, las consecuencias de la mecánica cuántica son muy extrañas; es muy diferente del mundo macroscópico que experimentamos a diario.

A. P.: Pero tú no hablas de ello como si fuera algo extraño. ¿Para ti lo es ahora?

A. W. R.: Sí, me parece natural. Para mí hoy lo extraño sería que la mecánica cuántica no existiera. Pero esto no es trivial; lleva tiempo acostumbrarse a ello. En este momento, no entiendo todo sobre la mecánica cuántica, pero esta ignorancia no es una ignorancia de la teoría de la mecánica cuántica, sino más bien sobre por qué y cómo el mundo funciona tan extrañamente a esas escalas. La misma ignorancia en relación con la mecánica cuántica también la profesan todavía algunos otros físicos.

A. P.: Hay algo más en todo esto que encuentro muy interesante. Primero hubo una persona, un físico teórico, que pensaba en un concepto; luego hubo alguien como Higgs. Después, durante muchas décadas, se invirtieron miles de millones de dólares o euros en la construcción de un gran acelerador para encontrar una partícula que la teoría de Higgs decía que existía. Ahora, hay miles y miles de científicos en Europa trabajando en un enorme túnel, donde parece que, finalmente, se ha encontrado, y Peter Higgs y François Englert fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 2013. ¿Qué opinas al respecto?

A. W. R.: Creo que todo esto es parte de la ciencia. Otro caso es el del positrón, que es una partícula elemental, la antipartícula del electrón. Su existencia fue predicha por Paul Dirac en 1928. Primero fue descubierto teóricamente y luego, experimentalmente, en 1932, por el físico norteamericano Carl David Anderson, a partir de fotografías del rastro dejado por los rayos cósmicos al pasar por una cámara de niebla. En la escuela científica que existió hace doscientos o trescientos años, los experimentos básicamente cedieron ante la teoría. Hoy en día estamos en una época en la que la teoría es, en ciertos casos, mucho más avanzada que los experimentos. Y es importante trabajar en este tipo de física fundamental. Por lo tanto, estoy de acuerdo con la gente que invierte dinero y su tiempo en el estudio de la física fundamental. Nadie puede decirles: «Miren, esto es en lo que los físicos deberían estar trabajando; esta es la rama de la física que importa», porque la historia nos dice algo completamente diferente. A veces las ideas que parecen menos importantes resultan ser las más revolucionarias. Un ejemplo sencillo es el láser.

PARTE II. EN EL DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA DE LA UNIVERSIDAD DE PRINCETON

A. P.: Te conocí en el MIT. Ahora estás investigando en otra distinguida institución, la Universidad de Princeton, en el campus donde se encuentra el Instituto de Estudios Avanzados. Aquí trabajó y vivió Albert Einstein, como otros muchos excepcionales físicos y matemáticos, como Kurt Gödel, J. Robert Oppenheimer o John von Neumann, etc. Es sin duda un gran lugar para un físico.

Aunque no has dejado del todo de lado las fuerzas de Casimir, sé que ahora estás investigando aquí cuestiones relacionadas con la gran importancia de las fluctuaciones del campo electromagnético. También suena exótico. ¿Puedes explicar brevemente los temas en los que estás trabajando actualmente?

A. W. R.: Mi campo de interés son las fluctuaciones ópticas. Las fluctuaciones electromagnéticas incluyen dos tipos de procesos: procesos cuánticos y procesos térmicos. Ambos son importantes y se manifiestan de diferentes maneras. Cuando los dispositivos se hacen más y más pequeños, estas interacciones se vuelven cada vez más importantes. Me refiero las fluctuaciones cuánticas y de cómo conducen a las fuerzas entre los objetos. Por lo tanto, así como las fluctuaciones infieren el que haya fuerzas actuando entre los objetos, también pueden conducir a un intercambio de energía entre ellos. Planck, Kirchhoff y otros científicos, a finales de 1800 y principios de 1900, desarrollaron la teoría de la emisión térmica, relacionada con las fluctuaciones –los mismos tipos de fluctuaciones que llevan a las fuerzas Casimir–.

Al igual que en el caso de las fuerzas Casimir, las fluctuaciones térmicas dependen de las propiedades de los materiales y de las formas de los objetos emisores. Cuando se observa la radiación térmica de un objeto en el campo lejano –y esto era bien conocido en el siglo XX–, existe una cantidad máxima de radiación térmica que un objeto puede emitir, llamada «límite de cuerpo-negro».

A. P.: Pero ¿a qué llamáis cuerpo-negro?

A. W. R.: Un cuerpo negro es un objeto teórico que puede emitir con perfecta eficiencia en el campo lejano. No existe en la realidad. Es bien sabido que, si tienes una emisión perfecta, entonces has que tener una absorción perfecta. Por lo tanto, un cuerpo-negro es un objeto que puede absorber perfectamente cada rayo de luz que entra en él en cada frecuencia. Usamos este concepto del cuerpo-negro, que no existe realmente en la naturaleza, porque ningún objeto puede absorber perfectamente la luz en cada una de las frecuencias. Esta relación entre absorción perfecta y emisión perfecta de radiación térmica se utilizó durante muchas décadas y sigue desempeñando un papel clave en el diseño de captadores solares y sistemas térmicos de emisores.

Hasta hace poco, se creía que la máxima transferencia de calor entre dos objetos también estaría limitada por el límite del cuerpo-negro. Sin embargo, en la década de 1950 Dirk Polder y Van Hove realizaron un cálculo en el que tomaron dos objetos planos, uno a temperatura caliente, T1, y otro a temperatura más fría, T2, e investigaron su transferencia de calor mutua. Aquí, la transferencia de calor se refiere al calor irradiado por el objeto caliente y absorbido por el objeto frío, que varía en función de la cantidad de separación entre los dos objetos. Observaron que, a medida que los objetos se acercaban más y más entre sí, por debajo de lo que llamamos longitud de onda térmica –que es una longitud de onda asociada con la más alta de las dos temperaturas–, se obtiene una transferencia de calor de cientos a miles de veces mayor desde el objeto caliente al frío, incluso yendo más allá del límite del cuerpo-negro. Por lo tanto, cuando se aproximan dos objetos pequeños la transferencia de calor de uno a otro puede exceder el límite de cuerpo-negro, cosa que fue establecida por Planck en los años 1900, hasta muchos órdenes de magnitud; podría ser mil millones de veces más. Así que puedes extraer mucha más energía de un objeto poniéndolo en el campo cercano de la que extraerías de otro objeto situado en el campo lejano sin punto de comparación. Cuando hablo de «campo cercano» me refiero a cuando existe una separación muy pequeña entre los dos objetos, en el rango micrométrico o más pequeño. Por lo tanto, igual que sucede con las fuerzas Casimir, que aumentan significativamente y se magnifican en escalas de longitudes muy pequeñas, ello ocurre también con la energía de transferencia.

Esta ha resultado ser una idea revolucionaria, porque, después de ella, ya no estás limitado. Cuando se aproximan dos objetos pequeños con separaciones nanométricas y micrométricas, se pueden obtener transferencias de calor que son significativamente más grandes que el límite de radiación del cuerpo-negro.

A. P.: Es impresionante. Y ¿por qué es importante en la práctica este campo de las fluctuaciones cuánticas y térmicas, y qué probable impacto crees que tendrá con respecto a las aplicaciones tecnológicas reales en el futuro?

A. W. R.: Sabemos que, en los últimos sesenta años, la óptica ha revolucionado muchas industrias, incluyendo las telecomunicaciones y las tecnologías de la información. Es responsable de muchos avances en la ciencia médica. La clave es que podemos manipular la luz de maneras muy precisas para controlar cómo interactúa con los dispositivos y cómo se comporta. Pero, a medida que se escalan estos sistemas y dispositivos a tamaños cada vez más pequeños, resulta que incluso las minúsculas fluctuaciones de la materia –la materia está en constante vibración; hay cargas, electrones y átomos– crean campos ópticos, ondas ópticas y campos electromagnéticos cuyas interacciones ya no se pueden ignorar, porque esas interacciones pueden inducir efectos muy importantes en esas escalas.

Uno de estos efectos se conoce como el «efecto Casimir», que implica fluctuaciones electromagnéticas emitidas por la materia cuando esta vibra, causando interacciones o fuerzas entre los objetos, empujando así a los objetos a alejarse o acercarse unos a otros.³ El vacío está lleno de campos electromagnéticos fluctuantes. Se trata de campos ópticos, liberados por las vibraciones de la materia, que persisten incluso cuando la temperatura de los materiales está en cero absoluto, incluso cuando la única fuente de fluctuaciones y vibraciones que queda es la mecánica cuántica y se debe al principio de incertidumbre. Por lo tanto, lo que estamos estudiando es solo el conocido como «resplandor de la materia» (glow of matter), pero estamos estudiando los efectos que resultan del hecho de que estos campos electromagnéticos estén en todas partes.

Creo que hay un gran potencial para el campo. Así como aprendimos a manipular la luz láser para confinar los fotones o iones, y para conseguir que la información pase de un lugar a otro, hay todavía mucho que hacer a través del aprovechamiento y control de las fluctuaciones cuánticas y térmicas mediante el diseño de estructuras a nanoescala.

A. P.: Esta revolucionaria idea de la que has hablado todavía no ha llegado a los dispositivos que se están utilizando, pero, para hacer una proyección, ¿en qué áreas de aplicaciones futuras estás pensando en relación con la investigación que estás llevando a cabo?

A. W. R.: Uno de ellos, por ejemplo, se encuentra en el campo de la generación de energía termofotovoltáica.⁴ Un dispositivo termofotovoltáico involucra a dos objetos. Uno funciona a una temperatura muy alta, por lo que se calienta, ya sea por el del sol o un reactor termonuclear, a una temperatura muy alta, normalmente superior a los 2.000⁰ Kelvin. El otro objeto es un captador, que suele ser algún tipo de semiconductor con una banda de separación. El captador absorbe la radiación proveniente del objeto caliente y la convierte en electricidad. Esa es la idea básica detrás de un dispositivo termofotovoltáico. Pero todos estos dispositivos operan actualmente con objetos en el campo lejano; es decir, los emisores y el captador están muy alejados, separados por cientos de micrones o más. Por lo tanto, no están aprovechando todavía el hecho de que, a medida que estos objetos se acercan mucho unos a otros, la transferencia de calor puede ser significativamente más grande, muchas veces más grande que el límite de cuerpo-negro.

La pregunta, por lo tanto, es si nuestras actuales teorías y comprensión de la transferencia de calor serán capaces de producir un impacto en el campo de la futura tecnología termovoltáica. Creo que es muy probable que lo haga, porque hay grandes cantidades de energía que están incrustadas en las fluctuaciones de los materiales que no están siendo explotadas aún. Otra aplicación de la transferencia de calor en el campo cercano es el enfriamiento.

Un experimento muy reciente, de 2015, reveló la siguiente idea. Demostró que, si tomas un objeto caliente y lo acercas a uno frío, obtienes transferencia de calor del objeto caliente al frío, y esa transferencia de calor está actuando esencialmente para enfriar el objeto caliente porque es energía que está siendo liberada por el objeto caliente. Cada segundo que el Sol emite radiación a la Tierra está perdiendo energía; por lo tanto, el Sol se está enfriando con el tiempo, y en algún momento se quedará sin energía ya que habrá liberado toda su energía en forma de fluctuaciones térmicas. Lo mismo sucede en la nano o microescala. Si acercas un objeto a uno caliente, el objeto frío actuará como refrigerante; le quitará el calor al objeto caliente. Cuanto más calor se pueda recoger del objeto caliente, más lo enfriará. Por lo tanto, la idea de que puedes acercar los objetos y absorber estas fluctuaciones térmicas de manera más eficiente en el campo cercano, ciertamente, es seguro que va a tener aplicaciones.

Por ejemplo, en los ordenadores fijos o portátiles, a medida que los transistores van reduciendo su tamaño, su funcionalidad se ve limitada por efectos asociados al sobrecalentamiento. Se consume mucha energía en mantener fríos los sistemas de nuestros ordenadores. Si pudiéramos encontrar una manera de usar este mecanismo de transferencia de calor de campo cercano para absorber el calor y descargarlo en otro sistema, un sistema más frío, esto tendría un gran impacto. La transferencia de calor y la radiación también han sido propuestas recientemente como medio para enfriar los hogares aprovechando el cosmos; funcionaría descargando la energía de objetos calientes aquí en la Tierra al vacío en espacio. Esta idea no es loca para nada, y de hecho fue verificada experimentalmente este año.

A. P.: Hoy en día, en la Estación Espacial Internacional, nadie consideraría usar ninguna energía que no sea solar. En la Tierra, sin embargo, hace mucho tiempo que estamos atados a los combustibles fósiles procedentes del crudo del petróleo, y las energías renovables constituyen solo una pequeña parte de la energía que utilizamos. ¿Crees que, a medio y largo plazo, este tipo de áreas revolucionarias en las que estás investigando, tienen potencial para cambiar la relación entre las personas y la energía que usamos?

A. W. R.: Creo que sí, en gran medida. Es interesante que menciones la exploración espacial y la tecnología espacial aprovechando la energía solar para realizar trabajos. Uno de los sistemas utilizados en los satélites espaciales ya está aprovechando la idea de la que estamos hablando, no necesariamente de la mayor transferencia de calor de campo cercano que se produce entre objetos cuando los pones muy juntos, sino más bien explotando la termofotovoltáica, calentando el emisor y utilizando la energía que irradia del emisor al captador para realizar el trabajo, para convertir la energía en electricidad. De hecho, algunos de los dispositivos termofotovoltáicos utilizados en los satélites emplean reactores termonucleares cuya única finalidad es calentar el emisor termofotovoltáico. Esta es básicamente la forma de convertir la energía térmica en trabajo, en electricidad. Sin embargo, en la Tierra tenemos una abundancia de energía solar, lo que significa que esencialmente estaríamos usando el Sol para calentar estos objetos para nosotros.

Los problemas en los que estamos investigando ahora mismo tienen el potencial de cambiar completamente la forma en que pensamos en la energía. Muchos de los sistemas que utilizamos hoy en día son muy ineficientes ya que mucha energía se desperdicia en forma de calor. Acabo de mencionar los transistores y otros dispositivos dentro de los ordenadores, que típicamente liberan mucho calor; gran parte de esta energía no se usa y se desperdicia. Estos problemas de los que estamos reflexionado y las preguntas que estamos abordando giran en torno a cómo utilizar esta energía, que de otra manera se pierde, y que no se ha estado aprovechado durante siglos, al menos no completamente, de cómo reciclar esto. ¿Cómo deberíamos utilizar esa fluctuación térmica, esas fuentes de energía térmica, para seguir trabajando, para que nuestros sistemas sean más eficientes? Sea cual sea la forma en que se plantee, ya sea en términos de enfriar el sistema y aumentar su eficiencia, o en términos de usar la energía que viene de la fuente y convertirla en electricidad, la idea básica en la que estamos trabajando es la de intentar usar la energía desperdiciada (calor) y reutilizarla para hacer cosas útiles.

Por lo tanto, la idea de lograr una mayor eficiencia energética, de utilizar cada bit de energía a nuestra disposición, es en sí misma, definitivamente revolucionaria, aunque el mundo ya se esté moviendo en esa dirección. Una mayor eficiencia energética revolucionará la manera en que nos vemos a nosotros mismos y nuestra relación con la energía, la tecnología y el medio ambiente. Hasta hace muy poco tiempo, la eficiencia no era uno de los principales indicadores que utilizábamos para medir el éxito; en cambio, veíamos la tecnología a través de la lente de la funcionalidad. Queríamos crear tecnología para que funcionara de una manera particular y, a veces, no importaba cómo llegábamos allí. Existe un movimiento creciente para desarrollar nuevas tecnologías que no sólo amplíen la funcionalidad, sino que también logren una mayor eficiencia energética. Cada vez que extraemos materia y energía de nuestro planeta, queremos asegurarnos de que toda esté siendo usada para algo que sea verdaderamente útil.

El calor, en forma de radiación térmica, es un subproducto de muchas de las tecnologías que utilizamos hoy en día. Mi objetivo es tratar de aprovecharlo y hacer que no se desperdicie y que funcione para nosotros.

A. P.: Con respecto a este cambio revolucionario impulsado por los descubrimientos y las ideas que estás explicando, tengo una pregunta. ¿Crees que será necesario un cambio en nuestra forma de pensar sobre el gasto energético para aprovechar los descubrimientos científicos que están surgiendo ahora?

A. W. R.: En gran medida ya se ha producido un cambio significativo de actitud sobre lo que consideramos una «buena tecnología». En realidad, ya hay un movimiento científico en este momento que se está acercando cada vez más al ideal que acabo de argumentar. Cada vez más científicos e ingenieros se ven a sí mismos como agentes de cambio y creadores de tecnologías que operan sobre la base de la sostenibilidad y de normas más elevadas de eficiencia, que es esencialmente de lo que he estado hablando. Estas métricas están siendo priorizadas de muchas maneras. Queda mucho trabajo por hacer en esta área, y mucho por demostrar. Sin embargo, esto es cierto para cualquier ciencia que aún esté madurando. Necesitamos más gente que defienda esta causa y que reconozca que al financiar y apoyar este tipo de investigación nosotros, como sociedad, estamos haciendo una declaración sobre nuestras prioridades. Creo que en gran medida esto ya es así.

Es muy importante que mucha gente, tanto dentro como fuera de la comunidad científica, entienda por qué este tipo de investigación es crucial para nuestro futuro, por qué es visionaria y decisiva para nuestra futura relación con la energía y el medio ambiente, y por qué esa relación debe ser diferente y mucho mejor de lo que ha sido hasta ahora.

A. P.: Muy bien. ¡Muchas gracias, Alejandro!

A. W. R.: De nada. Fue un placer

¹ Larry Hardesty: «Mysterious Quantum Forces Unraveled», MIT News, 11 de Mayo de 2010, en línea: <http://newsoffice.mit.edu/2010/casimir-0511>.

² La referencia es de Ian Stewart: ¿Juega Dios a los dados? La Nueva Matemática del Caos, Londres, Blackwell, 1989, que sugiere que los sistemas simples, siguiendo reglas precisas, pueden sin embargo llegar a comportarse de forma aleatoria.

³ En la teoría de campos cuánticos, el efecto Casimir y la fuerza de Casimir-Pólder son fuerzas físicas que surgen de un campo cuantizado.

⁴ La conversión de la energía termofotovoltáica (TPV) es un proceso de conversión directa del calor diferencial en electricidad a través de fotones. Un sistema termofotovoltáico básico consiste en un emisor térmico combinado con un diodo de energía fotovoltáica.