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miércoles, 21 de abril de 2010

Cincuenta años del láser, el rayo que revolucionó la vida

El rayo láser, uno de los inventos científicos más revolucionarios, cumple medio siglo. En este tiempo se han desarrollado las más variadas aplicaciones prácticas a su alrededor. Astronomía, comunicaciones, medicina, arte, entretenimiento y muchas otras áreas, han vivido una evolución gracias a este invento.


El nombre de láser es un acrónimo en inglés de ¿amplificación de luz por emisión estimulada de radiación¿ (Light Amplification by Stimulated Emisión of Radiation).

Su descubrimiento tuvo lugar en 1960. Aunque al principio nadie creía en él, a pesar de que el científico de origen alemán Alfred Einstein, ya predijera en un artículo, publicado en 1917, la importancia que podía tener ese haz de luz amplificada por emisión estimulada de radiación en el desarrollo de otros procesos técnicos y de investigación en distintas áreas.

Einstein estableció los fundamentos para desarrollar el láser y sus predecesores, los máseres (Amplificadores de Microondas por la Emisión Estimulada de Radiación), basándose en la ley de radiación de Max Planck, que establece los conceptos de emisión inducida y espontánea.

En el año 1951, el científico estadounidense Charles H. Townes junto con sus asistentes inventó el máser. Por este descubrimiento obtiene el premio Nobel de Física en el año 1964, junto con los físicos soviéticos Nikolái Basov y Alexander Prójorov, quienes se encontraban trabajando independientemente dentro de la misma línea.

El también científico estadounidense Arthur L. Schawlow, considerado uno de los inventores del láser junto con su colega Townes, manifestó entonces que "el láser era una solución buscando un problema". Se trataba de una luz muy brillante, muy potente, pero todavía se ignoraba el amplísimo campo de conocimiento que ese invento podría tener para la civilización. Townes y Schawlow patentaron, tras varias batallas legales, el invento en 1960.

Ángel Costela, profesor de Investigación del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas, de España) explica que "en la actualidad, se aplica en todas las ramas de investigación, hasta llegar a convertirse en una herramienta muy importante en campos tan diferentes como la industria o la medicina, terapia foto dinámica y cosas más exóticas, como las pinzas ópticas con las que se consigue trasladar de un sitio a otro células y bacterias. En la industria se utiliza, por ejemplo, para cortar piezas en automóviles; dentro de la cosmética para fotodepilación, etc. Esta herramienta tiene miles de aplicaciones".

El primer artículo en el que se describe el descubrimiento del láser, escrito en 1960 por el científico estadounidense Theodore H. Maiman, inventor del primer láser que utilizaba un rubí rosa bombeado por una lámpara de flash, fue rechazado por una de las revistas científicas más importantes de la época el ¿Phycal Review Letters¿, aduciendo que ese descubrimiento "no era interesante". Poco después apareció en otras publicaciones y los científicos se dieron cuenta de su importancia.

"Algunas de las empresas de comunicación también rechazaron este descubrimiento, que ahora es fundamental en ese campo, porque en los años cincuenta creían que los microondas, de donde proceden los máseres, podían ofrecer más aplicaciones", dice Costela.

Costela explica que "la diferencia fundamental entre la luz de un láser y la luz de una bombilla es que esta última emite luz en todas las direcciones, en cambio el láser emite la luz de forma totalmente dirigida. De hecho, el láser no lo podríamos ver a no ser que si no existiera algo por lo que su luz es dispersada".

"La luz que emite un láser se propaga en una línea, mientras que las diferentes ondas de una bombilla van cada una por su lado. En la luz láser todas las ondas luminosas coinciden. Es un fenómeno que consigue que la luz se emita coherentemente, de manera que se superponen unas ondas sobre las otras, por eso tiene tanta intensidad y, además, la luz es muy pura, monocromática. Entre sus ondas no hay fluctuaciones, mientras que la luz normal tiene muchos colores", continúa comentando el experto.

Importancia

Pero no es sólo para la ciencia para la que el láser ha abierto puertas de investigación, también en la vida diaria de las personas el láser ha significado un gran avance. Sobre todo en el campo de la medicina. Esta fuente de radiación ha mejorado sensiblemente la calidad de los tratamientos, especialmente contra el cáncer, y ha hecho posible que disminuyan los sufrimientos de los pacientes.

Entre los usos médicos, este haz de luz ha conseguido que se puedan realizar operaciones quirúrgicas sin que el paciente sangre; ayuda a la cicatrización de las heridas; ofrece la posibilidad de eliminar las dolorosas piedras en el riñón y con él están operando desde hace tiempo oculistas y odontólogos.

En la industria se ha hecho imprescindible para cortar materiales duros, en los robots de fabricación, en la precisión de mediciones de distancia y en lugares inaccesibles.

Acerca de la aplicación "estrella" de láser, el profesor Costela comenta: "es muy importante su aplicación en medicina; en el tratamiento del cáncer, en la cirugía en los ojos, donde el láser esculpe la córnea para eliminar la miopía, etc. Desde un punto de vista más lúdico, tenemos aplicaciones del áser en los aparatos reproductores de CD, los lectores de barras de los supermercados y en industria son conocidas sus aplicaciones en los robots para la fabricación de automóviles".

En cuanto a sus aplicaciones más negativas, el experto comenta a Efe: "Como todo tipo de tecnología se puede usar para bien o para mal. Quizás hay algunas aplicaciones militares nefastas, sobre todo cuando el láser es utilizado como arma para derribar misiles. Todo depende de como uno lo vea. Quizás no ha habido tiempo todavía para que alguien haya podido desarrollar sus usos más negativos o nefastos".

Energía

Pero el láser sigue siendo un cajón de misterios y posibilidades que mantiene las expectativas del mundo científico. Entre las esperanzas puestas en esta radiación se encuentra la fusión con láser.

Para Costela, "si se consiguiera producir energía con láser nos encontraríamos con una fuente inagotable. La bomba de hidrógeno (bomba H), es una bomba térmica que se produce al fusionarse dos núcleos atómicos, pero de forma incontrolada. El reto científico es conseguir la fusión controlada. De hecho, la energía que emite el Sol es una reacción de fusión, la Ciencia trata de reproducir en la Tierra las condiciones de esta estrella para conseguir energía a base de campos magnéticos, o a base de láseres. Pero existe un chiste dentro de la comunidad científica: ¿se dice desde hace cincuenta años que la fusión láser se va a conseguir dentro de cincuenta años¿. Actualmente se cree que quizás se consiga para el año 2025 o 2030. La producción de energía de fusión basada en láseres, en caso de lograrse, sería fundamental porque es una fuente de energía limpia y prácticamente inagotable que sería muy beneficiosa para la Humanidad".

En la actualidad, se está investigando dentro de la instalación NIF (Nacional Ignition Facility), donde se encuentra el mayor láser en funcionamiento, ubicado en el Lawrence Livermore National Laboratory (Livermore, California, EE.UU).

Con ese aparato se intenta reproducir la reacción de fusión nuclear que genera energía en el núcleo de las estrellas, con lo que se podría crear más energía que la que produce la electricidad, además no emite dióxido de carbono.

También en el sudeste de Francia, en la localidad de Cadarache, se construye un reactor de fusión experimental, el ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), que teóricamente tendría las mismas aplicaciones que el NIF.Isabel Martínez Pita

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