El láser

El 16 de mayo de 1960 fue observada por vez primera la luz proveniente de un láser. La invención del láser no fue un acto fortuito, sino la culminación de varios desarrollos y teorías. Tenemos láseres en todos lados y de todos colores. Quién podría pensar que hace sólo veinte años ninguno de los avances logrados con el láser se conocían. ¿Alguien recuerda hace veinte años un reproductor de discos compactos, o una impresora láser, o un apuntador láser, o cirugía sin dolor, o lectores de código de barras? ¡No había nada de esto! El láser ya no es sólo un objeto de estudio de laboratorio sino una herramienta que ha demostrado con creces su utilidad en la vida diaria.

Un área donde los láseres han encontrado gran aceptación es en la medicina. En algunas cirugías se utiliza como bisturí, en otras como soldador y en otras como cincel. Se usa para tratar defectos visuales, cáncer de la piel, cirugía plástica, eliminar tumores, o en tratamiento de caries. En la industria automotriz se utiliza para cortar, soldar o perforar. En el arte los láseres se usan para crear imágenes tridimensionales conocidas como hologramas, los cuales se pueden apreciar por sí solos o como parte de pinturas; en restauración los láseres se usan como brochas para limpiar esculturas y pinturas, además permiten determinar cómo se van degradando las esculturas, pinturas y murales. Los tenemos en la reproducción de música (CD) y video (DVD), en telefonía –junto con las fibras ópticas– para transmitir conversaciones e información entre computadoras, en la lectura de los códigos de barras en los productos de los supermercados.

La historia del láser se puede dividir en cuatro etapas: precursores, realización, entendimiento y comercialización: la historia del láser comienza en 1905, con la concepción del fotón por Albert Einstein, y luego en 1917 al introducir los coeficientes AB para explicar la curva de radiación de Planck. Como consecuencia de este desarrollo se “inventa” la posibilidad de tener emisión estimulada. Después de 40 años de juntar una colección de curiosidades científicas como la absorción negativa por Tolam en 1924, la inversión de población por Fabrikant en 1940 o el bombeo óptico por Kastler en 1950, en 1954 los americanos Townes, Gordon y Zeiger, e independientemente los soviéticos Basov y Prokhorov desarrollan el MASER (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation). La etapa de realización del láser comienza con esta invención.

Poco después Townes y Shawlow en Bell Labs comienzan el estudio de maseres ópticos en 1957. En 1958, Charles H. Townes y Arthur L. Shawlow hablaron por primera vez del concepto del máser óptico y Prokhorov propone independientemente el uso de un resonador; estos trabajos son fundamentales para concebir el gran secreto del láser: el resonador óptico. Un año después, en 1959, Gordon Gould acuñó el término LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) y desató el litigio más largo y feroz en la historia de patentes.

Finalmente, el 16 de mayo de 1960 en los Hughes Research Laboratories, Theodore Maiman, C.K. Asawa, y I.J. D’Haenens desarrollaron el primer láser al usar correctamente un resonador óptico. Ninguno de ellos pudo imaginar en ese momento que su trabajo científico revolucionaría el planeta. A partir de este hecho se comenzaron a construir otros láseres: en noviembre de ese año se construye el segundo láser en IBM, y en diciembre de 1960, Javan y Bennett en Bell Labs desarrollan el primer láser continuo y se inicia la carrera por demostrar todas las aplicaciones del láser.

Sería interminable comentar todos los avances de esos años en el entendimiento del láser, pero el hecho de que ya en 1961 se comenzara a utilizar en medicina, de que en 1962 se inventara el diodo láser y en 1965 se inventara el disco compacto en Pacific Northwest National Lab –usado comercialmente por Phillips y MCA hasta 1978– da una idea de las posibles aplicaciones que se vislumbraban en varios campos. Otro dato importante es que en 1964 Wilson y Penzias usan un máser para demostrar la radiación cósmica de fondo (remanentes del Big Bang) y en la década de 1970 la NASA puso en órbita un satélite ya equipado con láser, y en la misión Apolo 11 se midió la distancia entre la Tierra y la Luna. Es decir, fue como una explosión de nuevas investigaciones y de aplicaciones novedosas.

A partir de la década de 1980 comienza la cuarta etapa en la historia del láser: la comercialización. Se venden los primeros discos compactos –cuya duración fue determinada para contener la novena sinfonía de Beethoven–, se desarrolla la keratomía láser, las primeras comunicaciones a través de fibras ópticas y a partir de este momento el láser salió de los laboratorios para ser una palabra de uso común en la vida diaria.

En México los pioneros del láser fueron R. Magart, D. Malacara, L. R. Berriel, R. Escudero, J. M. Siqueiros, A. Morales y S. Godoy en los años 60 y 70. Hoy día una centena de investigadores desarrollan láseres en instituciones como INAOE, CIO, CICESE, Ccadet-UNAM, UANL, Unison, IICO-UASLP, BUAP e IPN.

Una de las cuestiones interesantes acerca del láser es la gran cantidad de premios Nobel que se han otorgado gracias a su uso:

Nobel de Química en 2000 (Heeger, MacDiarmid, Shirakawa),

Nobel de Física en 1964 (Townes, Basov Prokhorov),

en 1981 (Bloembergen y Schawlow),

en 1997 (Chu, Cohen-Tannoudji y Phillips),

en 1999 ( Zewail),

en 2000 (Alferov y Kroemer),

en 2001  (Cornell, Ketterle y Wieman)

y en 2005 (Hall y Hänsch).

 

{loadposition redesfooter}