Este español lidera la astrofotónica para ver las estrellas con fibra óptica

Aún recuerda el arcoíris que se formaba en el baño al pasar la luz por la ventana. Aquella imagen marcó un antes y un después en su carrera (y en su vida). "Estuve una semana entera intentando entender qué pasaba". No tendría más de 11 años, pero Sergio G. Leon-Saval ya sabía que su futuro estaría ligado a la óptica. 

Ahora, unas cuantas décadas después, este físico ha abierto un campo nuevo de investigación: la astrofotónica. Desde el laboratorio que dirige en la Universidad de Sídney (Australia), ha conseguido aplicar, por primera vez, conceptos básicos de la óptica a una disciplina tan exigente como la astronomía. Es uno de los inventores de la ‘linterna fotónica’, que ya permite captar imágenes más detalladas de las estrellas desde el telescopio AAT de Nueva Gales del Sur (Australia) y el Subaru (Hawái).

Su interés por la luz animó a Leon-Saval a buscar una especialidad muy concreta de Física que no existía en España. Así llegó a la Universidad de Bath (Inglaterra) con 20 años. Allí se ganó a pulso un contrato de investigación para tres años después de obtener el título de doctor, pero a los 18 meses recibió un mail de un colega anunciándole que había una plaza libre de investigador posdoctorado en Sídney. Y completaba el mensaje con un gancho impepinable: "Aquí estamos a 25º". "Cogí mi maleta con 23,5 kilos y me fui a Australia", cuenta a INNOVADORES.  

No tardó en enamorarse. "Me encantó la ciudad, el grupo de investigación, las facilidades del sistema...", señala. Pero, sobre todo, tuvo la suerte de que el supervisor de su doctorado era "una figura muy importante en el campo de la fotónica". Un cóctel perfecto que le ha llevado a tener un puesto de profesor titular en la Universidad de Sídney y liderar el Laboratorio de Instrumentación Astrofotónica de esta entidad (SAIL).

Toda la carrera de Leon-Saval ha girado en torno a la interacción entre la luz y la materia. En concreto, a trasladar conceptos básicos de la fotónica a otros ámbitos. Y muy particularmente, a la astronomía. Todo empezó como algo casual. Un compañero de la universidad se acercó a su departamento preguntando por contextos de la óptica. Buscaba una solución para mejorar la observación astronómica, muy necesitada de nuevas alternativas. 

"En astronomía existen instrumentos muy buenos, pero al mismo tiempo son muy conservadores", comenta el físico español. Los científicos necesitan herramientas capaces de proporcionar datos muy fiables. "La vida de la astronomía observacional es sacrificada y muy cara", apunta. A raíz de la petición del colega de la universidad, su equipo se puso manos a la obra y descubrió que la fotónica podía aportar un valor tremendo a la astronomía. "Por primera vez, logramos aplicar los avances de la fibra de telecomunicaciones a la astronomía". Nació así un término que hoy ya está asentado y que otros centros de investigación han asumido como propio, la astrofotónica. 

Y el primer producto que demuestra la idoneidad de este novedoso enfoque es la ‘linterna fotónica’ de Leon-Saval y su equipo. Este sistema ha conseguido algo que parecía imposible: cambiar un sistema multimodal electromagnético a uno monomodal mucho más estable, tal y como funciona la fibra de internet que llega a casa. 

El primer instrumento que se ha generado con esta visión, llamado PRAXIS, permite filtrar desde el telescopio la luz infrarroja del cielo. "Aunque cuando es de noche el ojo no ve esta luz, la cantidad de infrarrojos respecto a la luz visible es cinco veces mayor que de día", explica el investigador. Se crea una especie de "bosque enorme de líneas en el infrarrojo que impide la visión con el telescopio". Su ‘linterna fotónica’ es capaz de bloquear esas franjas con una precisión muy alta gracias al diseño de un tipo de fibras (fiber Bragg gratings) que se habían desarrollado para telecomunicaciones y que, hasta ese momento, jamás se habían utilizado en astronomía. "Al final de la otra punta de la fibra, se consigue ‘bloquear’ estrellas brillantes como el Sol", afirma Leon-Saval. "Un filtro que, sin esta linterna, no se hubiera podido hacer nunca". 

La industria ha necesitado una década para materializar los resultados de su investigación en un instrumento real. Ahora, la astrofotónica ha demostrado su validez y los tiempos de lanzamiento se han reducido notablemente. De momento, la ‘linterna fotónica’ está funcionando en el Telescopio Anglo-Australiano (AAT), con un espejo de 3,9 metros de diámetro, y hay varios prototipos en el japonés Subaru, de 10 metros, que está en Hawái. 

Pero aquí no acaba la historia. Leon-Saval ha cerrado el círculo. Si en su momento aprovechó la tecnología de las telecomunicaciones para la astronomía, ahora ha devuelto su trabajo en astrofotónica a la fibra óptica doméstica. Gracias a una colaboración con la estadounidense Nokia Bell Labs, las telcos ya usan la linterna fotónica. "Ha sido un bombazo", reconoce. "Damos la posibilidad de añadir más canales". Resulta que, en la fibra convencional, solo se usa la forma estable (monomodal), pero la ‘linterna fotónica’ permite usar los modos flexados. Se llama spatial division multiplexing (SDM). ¿Resultado? Se incrementa el ancho de banda.