Descubrimientos del siglo 20 El Láser.

¿Que es un Laser?

La palabra láser designa a todos aquellos dispositivos que generan un haz de luz coherente como consecuencia de una emisión inducida o estimulada, descubierto dicho comportamiento en 1916 por Einstein. Su nombre se debe a un acrónimo del ingléslaser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – «Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación»).

Como funciona el laser

Los lásers son aparatos que amplifican la luz y producen haces de luz coherente; su frecuencia va desde el infrarrojo hasta los rayos X. Un haz de luz es coherente cuando sus ondas, o fotones, se propagan de forma acompasada, o en fase Esto hace que la luz láser pueda ser extremadamente intensa, muy direccional, y con una gran pureza de color (frecuencia).

Historia del Laser

El estudio de las microondas (que cubren el espectro de ondas electromagnéticas entre las de radio y las infrarrojas) del radar llevó a la conclusión de que era posible producir ondas coherentes (limitadas a un solo rayo no divergente) con una mayor energía y de una sola frecuencia; es decir, que se podía uniformar y amplificar extraordinariamente el tipo de onda que se producía.

Ello debía lograrse por medio de un procedimiento denominado emisión estimulada de la radiación, El punto de partida original de los estudios teóricos sobre esta cuestión fue un trabajo de Albert Einstein publicado en 1917, el cual –junto a otros aportes teóricos y experimentales posteriores– fue desarrollado y aplicado, desde 1953, por los físicos soviéticos Nikolai Básov (1922-2001) y Alexander Prójorov (1916-2002).

Estos científicos construyeron los primeros osciladores cuánticos y el primer generador cuántico de emisión continua de microondas (o máser- acrónimo de “microwave amplification by stimulated emission of radiation”- amplificación de microondas por emisión estimulada de radiación).

Trabajos en alguna medida similares fueron realizados, de manera independiente, por el físico estadounidense Charles H. Townes (1915- ), quien –alrededor de 1953–- había construido un máser que no producía una emisión continua de microondas.

Estos tres investigadores, y algunos más, prosiguieron sus trabajos en la dirección de amplificar la radiación infrarroja o visible. Básov, Prójorov y Townes fueron galardonados con el premio Nobel de Física de 1964 por su “trabajo fundamental en el campo de la electrónica cuántica, que ha conducido a la construcción de osciladores y amplificadores basados en el principio del máser-láser.”

El máser se utilizó en el perfeccionamiento del radar y en la construcción de relojes atómicos, mucho más precisos que cualquier otro tipo de reloj.

Los mismos principios se emplearon para la construcción del láser (acrónimo de “light amplification by stimulated emission of radiation” -amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación), que en lugar de amplificar microondas, lo hace con radiación visible e infrarroja.

Una determinada sustancia pura es activada por una fuente de energía y estimulada por una fuente de luz. La absorción de la luz por los átomos de esta sustancia provoca, a su vez, por excitación, la emisión de radiación (cuantos de luz o fotones) en el espectro visible de las ondas electromagnéticas (aunque existen láseres que emiten radiación invisible).

La luz del láser es monocromática (una sola frecuencia y longitud de onda), se traslada en una sola dirección (sobre una sola línea) y tiene una mayor energía que la luz polarizada obtenida por medios puramente ópticos. El primer láser se fabricó entre 1960 y 1962.

El láser de uso más común es, probablemente, el de baja energía que tienen todas las reproductoras de discos compactos (CD) de audio o de video (CD-ROM o DVD). Pero el láser tiene ya múltiples aplicaciones y es de suponer que tendrá muchas más.

Muchos consideran que el láser se convertirá, gradualmente, en el medio de comunicación por excelencia. La trasmisión por láser a través de fibras ópticas equivale a multiplicar por 1000 las capacidades de trasmisión por microondas, lo que significa la posibilidad de trasmitir una inmensa cantidad de información visual y sonora.

Las aplicaciones de láser a la cirugía, por ejemplo, son ya de uso común. Sustituye al bisturí en delicadas operaciones oculares, pero también se emplea para microtrepanaciones del cráneo y para la cauterización de vasos sanguíneos.

Potentes láseres, de alta energía, se utilizan en la industria para perforar diamantes, configurar máquinas herramientas, fabricar microprocesadores, grabar discos compactos, sintetizar nuevos materiales, entre otros usos.

Otros tipos de láseres se emplean también en la fotografía ultrarrápida (tiempo de exposición del orden de las billonésimas de segundo) y para nivelación en las obras de construcción. Como instrumento de medición muy preciso, que permite detectar pequeñísimos cambios de posición de los objetos, el láser se utiliza para mediciones geodésicas (entre otras, las relacionadas con el desplazamiento de la corteza terrestre previo a terremotos y erupciones volcánicas).

En el trabajo científico, el láser se emplea en microanálisis químicos, en estudios de estructura molecular, para la captura de determinadas partículas elementales, y en los experimentos de fusión nuclear.

La holografía es una técnica de creación de imágenes «tridimensionales» con el uso del láser, que se utiliza para producir y reproducir hologramas (el nombre de este tipo de reproducciones) de obras de arte o de piezas de aparatos e instrumentos.También existe, experimentalmente, la cinematografía holográfica.