El sueño real de amplificar la luz

Juan Pou VIGO.

SOCIEDAD

Theodore Maiman creó un día como hoy de hace 50 años el primer láser, un dispositivo que ha revolucionado la vida cotidiana y con un potencial enorme aún por descubrir

16 may 2010 . Actualizado a las 02:00 h.

Tal día como hoy, por la tarde del 16 de mayo de 1960, un ingeniero electrónico y doctor en ciencias físicas, Theodore H. Maiman, hacía funcionar el primer láser en su laboratorio de la compañía de componentes aeronáuticos Hughes, en California. Se trataba de un dispositivo bastante simple, casi rudimentario y de bajísima potencia. Sin embargo, el hombre había hecho realidad el sueño de amplificar la luz.

Tal y como el propio Maiman relata en su libro La odisea del láser , su invención no fue algo que surgiera como una idea feliz, por la mañana frente al espejo mientras se afeitaba. No.

La primera piedra la puso Albert Einstein en 1917. Tras sus brillantes artículos sobre la teoría de la relatividad y los fotones, Einstein estableció la teoría de la emisión estimulada de radiación. En ella pronosticaba que, cuando un fotón incide sobre un átomo excitado, induce la emisión de un segundo fotón idéntico al primero. Aquí estaban ya las bases del láser. Porque la palabra láser es el acrónimo de la definición en inglés light amplification by stimulated emission of radiation . Es decir: amplificación de luz por emisión estimulada de radiación.

Un rubí sintético

Pero tuvieron que pasar casi 40 años hasta que, en 1958, un profesor de física de la Universidad de Columbia de Nueva York, Charles H. Townes, y su cuñado, Arthur L. Schawlow, físico investigador en los Laboratorios Bell, publicasen la hipótesis acerca de las condiciones necesarias para poder construir tal dispositivo. Dos años más tarde, Maiman haría esta idea realidad utilizando un rubí sintético como medio activo para la amplificación de la luz. La actividad en esa década fue frenética y hacia finales de los años sesenta se había inventado ya un gran número de nuevos tipos de láseres que seguimos utilizando (naturalmente mejorados) hoy en día.

Pero ¿por qué este interés por el láser? ¿Por qué 50 años después de su invención nos sigue fascinando? Pues porque un láser es una fuente de luz con unas características muy especiales que la hacen diferente a la luz emitida por una fuente convencional como una bombilla, un tubo fluorescente o una vela.

En primer lugar, la intensidad de la luz láser es muy elevada y se puede concentrar en un área pequeña. Pensemos en una bombilla casera de unos cien vatios. Al cabo de unos minutos de estar encendida, el vidrio de la bombilla alcanza una temperatura muy alta, de tal forma que nos quema la mano al tocarla. Pues bien, la temperatura que alcanza un trozo de metal o de cerámica al ser iluminado por un láser de cien vatios es tan sumamente alta que se pueden fundir o vaporizar estos materiales. Esta capacidad que tenemos de focalizar cantidades enormes de energía óptica en áreas muy pequeñas y de forma muy controlada es lo que ha abierto un enorme abanico de aplicaciones de los láseres en todo tipo de industrias. Así, hoy en día los láseres se usan para cortar gruesas chapas de acero, soldar carrocerías de automóviles o marcar todo tipo de productos, desde botellas de agua a implantes de cadera.

Luz monocromática

Por otra parte, la luz de esta bombilla casera es generalmente blanca. Es decir: está compuesta por todos los colores del arco iris. Sin embargo, la luz emitida por un láser es de un solo color (es monocromática). Para ser más precisos deberíamos hablar de «radiación emitida por un láser», ya que existen muchos tipos de láseres que emiten a frecuencias no visibles por el ojo humano, y por lo tanto a estas emisiones no debemos llamarles luz. Esta característica es de especial interés para conocer la composición de un determinado material o para la realización de operaciones quirúrgicas de forma muy selectiva (por ejemplo: vaporizando un tejido tumoral sin dañar los tejidos sanos adyacentes).