Lá­ser, un fu­tu­ro lu­mi­no­so

El in­ven­to cum­plió ha­ce po­co me­dio si­glo y go­za de bue­na sa­lud. Hoy en día sus apli­ca­cio­nes son nu­me­ro­sas y no po­dría­mos ima­gi­nar nues­tra vi­da sin él. En la ac­tua­li­dad, el lá­ser si­gue sien­do ob­je­to de in­ves­ti­ga­cio­nes. Y en los pró­xi­mos años, nos de­pa­ra­rá

La Vanguardia - ES - - EN FAMILIA - Tex­to Pier­gior­gio M. San­dri

En una es­ce­na de la pe­lí­cu­la Ja­mes Bond con­tra

Gold­fin­ger (1964), con­si­de­ra­da una de las me­jo­res de la se­rie, el agen­te se­cre­to 007, en­car­na­do por Sean Con­nery, es­tá tum­ba­do, ata­do de pies y ma­nos a una me­sa de oro. Su enemi­go, el mal­va­do Gold­fin­ger, tras en­cen­der un dis­po­si­ti­vo re­ple­to de te­clas y pa­lan­cas, di­ri­ge ha­cia Ja­mes Bond un po­ten­te lá­ser de co­lor ro­jo que va re­cor­tan­do po­co a po­co la su­per­fi­cie me­tá­li­ca. “¿Es­pe­ra que yo ha­ble?”, pregunta un in­quie­to Con­nery, mien­tras el haz de luz se acer­ca pe­li­gro­sa­men­te a su en­tre­pier­na. “No, Bond –le con­tes­ta Gold­fin­ger–. Es­pe­ro que se mue­ra”. El ci­ne bon­diano siem­pre se ha ca­rac­te­ri­za­do por re­fle­jar los avan­ces tec­no­ló­gi­cos de su épo­ca. Y, efec­ti­va­men­te, tan sólo cua­tro años an­tes ha­bía na­ci­do el pri­mer lá­ser gra­cias a la in­tui­ción de Theo­do­re Ha­rold Mai­man, in­ves­ti­ga­dor de la com­pa­ñía aé­rea Hug­hes, en unos la­bo­ra­to­rios cien­tí­fi­cos en Ca­li­for­nia. En las no­ve­las de cien­cia fic­ción de los años vein­te ya se fan­ta­sea­ba con la po­si­ble exis­ten­cia del “ra­yo de la muer­te”. En el ima­gi­na­rio po­pu­lar, es­te in­ven­to fue aso­cia­do ini­cial­men­te a un uso bé­li­co, mi­li­tar o co­mo ar­ma, un sim­bo­lis­mo, tí­pi­co en tiem­pos de la gue­rra fría, que se man­tu­vo in­clu­so du­ran­te las dé­ca­das si­guien­tes. Bas­ta con ima­gi­nar las es­pa­das lá­ser o los dis­pa­ros de las na­ves es­pa­cia­les en La gue­rra de las ga­la­xias. La his­to­ria del lá­ser –que ha­ce po­co cum­plió 50 años– es cu­rio­sa. Di­cen los cien­tí­fi­cos que cuan­do na­ció era una he­rra­mien­ta en bus­ca de apli­ca­ción. Mien­tras que el an­ti­bió­ti­co o el avión, por po­ner al­gún ejem­plo, tu­vie­ron cla­ro des­de el prin­ci­pio cuál iba a ser su uso, con el lá­ser hu­bo más de un in­te­rro­gan­te. Es de­cir, que no se sa­bía muy bien pa­ra qué iba a ser­vir, aun­que sí se in­tuía que te­nía un po­ten­cial muy in­tere­san­te. En la ac­tua­li­dad (si bien tie­ne, co­mo se ima­gi­nó al prin­ci­pio, apli­ca­cio­nes en la in­dus­tria mi­li­tar), el lá­ser es im­pres­cin­di­ble pa­ra nues­tra vi­da dia­ria. Es lo que se de­no­mi­na en in­glés una enable tech­no­logy, es de­cir, una tec­no­lo­gía que sir­ve pa­ra que otra tec­no­lo­gía fun­cio­ne. A me­nu­do no se ve. El lá­ser, aun­que sea luz, ac­túa en la som­bra. Su pa­pel tec­no­ló­gi­co, por así de­cir­lo, es in­di­rec­to. Co­mo di­jo Mark Bronsky, de la fir­ma de lá­sers Trumpf, el prin­ci­pal fa­bri­can­te de EE.UU., “la gen­te tie­ne una co­ne­xión dia­ria con los lá­ser, aun­que mu­chas ve­ces ig­no­ra cuál es esa co­ne­xión”. El lá­ser tie­ne mu­chos pa­dres. Y, se­gu­ra­men­te, un abue­lo: en 1916, Eins­tein pen­só es­ti­mu­lar elec­tro­nes pa­ra que emi­tie­sen una luz de una lon­gi­tud de on­da de­ter­mi­na­da, me­dian­te una luz adi­cio­nal de la mis­ma on­da. Los que se lle­va­ron el No­bel fue­ron tres cien­tí­fi­cos en 1964 (Tow­nes, Bá­sov y Pró­jo­rov), por un in­ven­to an­te­rior al lá­ser: el má­ser, un sis­te­ma de emi­sión es­ti­mu­la­da que opera en la re­gión de mi­cro­on­das del es­pec­tro elec­tro­mag­né­ti­co. En cam­bio, el nom­bre de la­ser (que co­rres­pon­de a las si­glas en in­glés de “am­pli­fi­ca­ción de luz me­dian­te la emi­sión es­ti­mu­la­da de ra­dia­ción”) fue usa­do por pri­me­ra vez por el fí­si­co Gor­don Gould, que no se lle­vó ga­lar­dón al­guno, pe­ro que con­tri­bu­yó a per­fec­cio­nar el ins­tru­men­to (y que con­si­guió ob­te­ner su pri­me­ra pa­ten­te, des­pués de una lar­ga ba­ta­lla ju­di­cial, sólo años des­pués, en 1977). Al co­mien­zo, el in­ven­to pa­só de pun­ti­llas en el mun­do cien­tí­fi­co. Bas­te pen­sar que la re­se­ña con que Mai­man lo des­cri­bió en la re­vis­ta Na­tu­re tan sólo te­nía 300 pa­la­bras y que otra im­por­tan­te re­vis­ta de fí­si­ca ( Phy­si­cal Re­view Let­ters) re­cha­zó pu­bli­car el des­cu­bri­mien­to por­que lo con­si­de­ra­ba po­co in­tere­san­te. Con el pa­sar del tiem­po, lle­gó el éxi­to co­mer­cial: diez años más tar­de de su na­ci­mien­to, ya ha­bía im­pre­so­ras lá­ser en el mer­ca­do. ¿Qué es un lá­ser? Es un dis­po­si­ti­vo ca­paz de crear un ra­yo de luz in­ten­sa. Es una luz con­cen­tra­da, lle­na de ener­gía. Con el lá­ser, áto­mos ex­ci­ta­dos por me­dio de electricidad emi­ten fo­to­nes en­tre dos es­pe­jos que, al re­fle­jar­los, am­pli­fi­can es­ta ra­dia­ción es­ti­mu­la­da. El dis­po­si­ti­vo pue­de ser de un ta­ma­ño mi­núscu­lo u ocu­par una na­ve in­dus­trial. Te­ner una po­ten­cia in­sig­ni­fi­can­te o de mi­les de mi­llo­nes va­tios. Hay apa­ra­tos lá­ser que cues­tan mi­llo­nes de eu­ros, mien­tras que un pun­te­ro lá­ser sa­le por po­cos cen­ta­vos. Su ras­go co­mún es que no es una luz cual­quie­ra, sino que pre­sen­ta al­gu­nas ca­rac­te­rís­ti­cas que la ha­cen úni­ca. Es cohe­ren­te. To­das las on­das lu­mi­no­sas del lá­ser se aco­plan de for­ma or­de­na­da en­tre sí. “Es co­mo un tren de olas que lle­gan a la ori­lla al mis­mo tiem­po y en el que to­das pre­sen­tan la mis­ma for­ma”, apun­ta San­tia­go Mi­guel Olai­zo­la, in­ves­ti­ga­dor del Cen­tro de Es­tu­dios de In­ves­ti­ga­cio­nes Téc­ni­cas (CEIT) de Gui­púz­coa en San Se­bas­tián. Es mo­no­cro­má­ti­co, mien­tras que la ma­yor par­te de las fuen­tes de luz tie­nen una ban­da de emi­sión con dis­tin­tos co­lo­res e in­ten­si­da­des. Otra pro­pie­dad es que es di­rec­cio­nal. ¿Qué quie­re de­cir? “Va co­mo una ba­la, no se ex­pan­de”, re­su­me Olai­zo­la. Es un haz de luz que tras via­jar lar­gas dis­tan­cias ape­nas se dis­per­sa unos mi­lí­me­tros. Tal vez el me­jor ejem­plo pa­ra en­ten­der es­to es el del pun­te­ro lá­ser, que tan­to mo­les­ta a los fut­bo­lis­tas en el te­rreno de jue­go: en la dis­tan­cia que va des­de las gra­das has­ta el cen­tro del es­ta­dio la luz man­tie­ne fir­me su tra­yec­to­ria. Se pue­de re­pe­tir el ex­pe­ri­men­to a una es­ca­la más gran­de: un lá­ser de ru­bí en­via­do a la Lu­na en 1969, que re­bo­tó ha­cia la Tie­rra en un es­pe­jo, cu­bría una su­per­fi­cie de tan sólo cua­tro ki­ló­me­tros en el sue­lo lu­nar… ¡des­pués de un via­je de cen­te­na­res de mi­les de ki­ló­me­tros! En la prác­ti­ca, es­to per­mi­te ali­near y me­dir. Por ejem­plo, si se de­ja un es­pe­jo en un lu­gar de­ter­mi­na­do y se le di­ri­ge un lá­ser, se pue­de cal­cu­lar cuán­to tiem­po tar­da en de­vol­ver la luz al pun­to de ori­gen y así se tie­ne una idea de la dis­tan­cia. En ge­ne­ral, los ra­yos de luz se dis­per­san des­de su fuente de ori­gen, con lo que la ener­gía dis­mi­nu­ye con la dis­tan­cia. Pe­ro, con el lá­ser, se pue­de con­cen­trar en un so­lo pun­to lo­ca­li­za­do una gran can­ti­dad de ener­gía pa­ra fun­dir, cor­tar o lim­piar. Las fuen­tes de ori­gen pue­den ser di­ver­sas. Mai­man, por ejem­plo, usó una ba­rri­ta de ru­bí sin­té­ti­co. En la ac­tua­li­dad, hay lá­sers fa­bri­ca­dos con mi­nús­cu­las pas­ti­llas se­mi­con­duc­to­ras, co­mo las uti­li­za­das en los cir­cui­tos elec­tró­ni­cos. “El ma­te­rial emi­sor pue­de ser un gas, ti­po flúor, CO , o mi­ne­ra­les y lí­qui­dos tam­bién”, di­ce Mar­ga­ri­ta Mu­ñoz, in­ves­ti­ga­do­ra del CSIC y del Ins­ti­tu­to Quí­mi­ca Fí­si­ca Ro­ca So­lano de Ma­drid.

DES­PUÉS DE 50 AÑOS AÚN QUE­DAN POR EX­PLO­RAR CAM­POS DE APLI­CA­CIÓN SU LUZ SE EM­PLEA EN IN­DUS­TRIA, CO­MER­CIO, ME­DI­CI­NA Y TEC­NO­LO­GÍA

Char­les H. Tow­nes, uno de los ga­na­do­res del No­bel, di­jo que el lá­ser abar­ca­rá en el fu­tu­ro una ga­ma muy am­plia de cam­pos y lo­gra­rá ha­cer­lo prác­ti­ca­men­te to­do. Di­cen los cien­tí­fi­cos que to­do lo que se con­si­gue con el lá­ser es im­po­si­ble de ha­cer con otro ins­tru­men­to. O, en to­do ca­so, no con la mis­ma pre­ci­sión, lim­pie­za, ca­li­dad y ra­pi­dez. Co­mo di­ce Mar­ga­ri­ta Mu­ñoz, “el lá­ser se en­cuen­tra en la ma­yo­ría de las apli­ca­cio­nes de nues­tra vi­da ci­vi­li­za­da”. Al­gu­nas son de so­bra co­no­ci­das. En el co­mer­cio, los lectores de có­di­gos de ba­rras en los su­per­mer­ca­dos se ba­san en el lá­ser, así co­mo los ho­lo­gra­mas de se­gu­ri­dad en las tar­je­tas de cré­di­to. Pe­ro tal vez el uso más po­pu­lar es el que tie­ne lu­gar en los lectores CD, DVD o de las vi­deo­con­so­las. Los re­pro­duc­to­res pro­yec­tan un ra­yo de ba­ja po­ten­cia so­bre el disco, que pre­sen­ta una se­rie de al­te­ra­cio­nes. La for­ma en la que di­chas al­te­ra­cio­nes re­fle­jan la luz (que es cohe­ren­te y di­rec­cio­nal –por lo tan­to, no se ex­pan­de–, es cons­tan­te e ideal pa­ra me­dir es­pe­so­res o ru­go­si­dad) de­ter­mi­na el so­ni­do o las imá­ge­nes (ade­más de mi­ni­mi­zar el con­tac­to con la su­per­fi­cie, lo que se re­fle­ja en una ma­yor ca­li­dad y lim­pie­za del au­dio y ví­deo res­pec­to a otros so­por­tes). Pe­ro, si se tu­vie­ra que des­ta­car uno de los ma­yo­res avan­ces lo­gra­dos gra­cias a es­te in­ven­to, ha­bría que se­ña­lar la fi­bra óp­ti­ca. Sin lá­ser, hoy por hoy no ha­bría al­go tan in­dis­pen­sa­ble co­mo el in­ter­net de al­ta ve­lo­ci­dad, ya que el lá­ser per­mi­te la trans­mi­sión de da­tos. La fi­bra óp­ti­ca usa im­pul­sos de luz ge­ne­ra­dos por lá­ser en unos ca­bles de vi­drio del­ga­dos, que van has­ta 25 ve­ces más rá­pi­do que los ca­bles tra­di­cio­na­les, pa­ra en­viar in­for­ma­ción. “Si que­re­mos co­mu­ni­car una gran can­ti­dad de da­tos des­de un pun­to A has­ta un pun­to B, en la ac­tua­li­dad sin el lá­ser es­to no se­ría po­si­ble”, ase­gu­ra Olai­zo­la. En la in­dus­tria mi­li­tar, ya des­de fi­na­les de los se­ten­ta el ejér­ci­to es­ta­dou­ni­den­se lo adop­tó pa­ra en­tre­na­mien­tos. El lá­ser se usa co­mo guía de mi­si­les y pa­ra me­jo­rar la pre­ci­sión en los dis­pa­ros de cier­tas ar­mas. Su uti­li­za­ción pue­de ir a más: de ca­ra al fu­tu­ro, se ha­bla de mon­tar un sis­te­ma de de­fen­sa aé­rea lá­ser, pa­ra de­tec­tar ob­je­ti­vos en el ai­re. En el sec­tor ae­ro­es­pa­cial, el lá­ser ya es­tá dan­do sus fru­tos. La son­da Cu­rio­sity en Mar­te es­tá en­vian­do da­tos gra­cias a es­ta tec­no­lo­gía: al di­ri­gir la luz so­bre las ro­cas del pla­ne­ta ro­jo, se re­mue­ven los áto­mos y así se ob­tie­ne in­for­ma­ción so­bre su com­po­si­ción. Asi­mis­mo, su apli­ca­ción in­dus­trial es muy ex­ten­di­da. Por ejem­plo, pa­ra la cons­truc­ción de ca­rre­te­ras, se uti­li­zan lá­sers pa­ra ali­near. De­bi­do a su ener­gía, hay dis­po­si­ti­vos muy po­ten­tes que se em­plean pa­ra ta­la­drar dia­man­tes y re­cor­tar otros com­po­nen­tes o ma­te­ria­les. Tam­bién sa­be­mos que el lá­ser ani­ma las pis­tas de bai­le en las dis­co­te­cas. Pe­ro exis­ten apli­ca­cio­nes po­co co­no­ci­das o has­ta ines­pe­ra­das. Por ejem­plo, el lá­ser tam­bién pue­de ser­vir pa­ra la res­tau­ra­ción de obras de ar­te. Tal co­mo cuen­ta Mar­ga­ri­ta Mu­ñoz, que ha in­ves­ti­ga­do mu­cho so­bre el te­ma, el lá­ser per­mi­te arran­car pe­que­ñas ca­pas de na­tu­ra­le­za quí­mi­ca sin da­ñar el res­to. “Gra­cias a la ra­dia­ción, se lim­pian los bar­ni­ces de la pin­tu­ra, que son unos po­lí­me­ros. Con el tiem­po, el bar­niz se ha­ce opa­co, pe­ro gra­cias al lá­ser se con­si­guen le­van­tar las pri­me­ras ca­pas, de un es­pe­sor mi­cros­có­pi­co, sin pe­ne­trar en las in­te­rio­res”, ex­pli­ca. Uno de los cam­pos en los que el lá­ser ha con­se­gui­do un uso ex­ten­di­do es la me­di­ci­na. Ja­vier Mo­reno Mo­ra­ga, di­rec­tor del Ins­ti­tu­to Mé­di­co La­ser IML en Ma­drid, sub­ra­ya que el lá­ser, al ser una luz es­pe­ci­fi­ca mo­no­cro­má­ti­ca ab­sor­bi­da por el cuer­po, “per­mi­te cu­rar pa­to­lo­gías del co­lor de la piel, le­sio­nes vas­cu­la­res, ve­rru­gas o eli­mi­nar ta­tua­jes”. Y con la má­xi­ma se­gu­ri­dad y de una ma­ne­ra po­co agre­si­va pa­ra el or­ga­nis­mo. “El úni­co pro­ble­ma es que si te pa­sas con la in­ten­si­dad, se pro­du­cen que­ma­du­ras, con lo que hay que pro­cu­rar que el apa­ra­to sea pre­ci­so”, in­di­ca. Con los dis­po­si­ti­vos lá­ser es­tá ocu­rrien­do un po­co lo que ya pa­só con los or­de­na­do­res: su ta­ma­ño dis­mi­nu­ye de for­ma pro­gre­si­va. Las má­qui­nas ca­da vez son más pe­que­ñas y más ba­ra­tas. An­tes lle­na­ban una ha­bi­ta­ción, aho­ra están en una me­sa y pron­to se­rán de bol­si­llo. Asi­mis­mo, su pre­cio es­tá ba­jan­do, con lo que tra­ta­mien­tos que ha­ce años te­nían un cos­te prohi­bi­ti­vo, aho­ra son mu­cho más ase­qui­bles. En el cam­po de la es­té­ti­ca, la de­pi­la­ción lá­ser ha su­pues­to una in­no­va­ción im­por­tan­te. Si se com­pa­ra con al­gu­nos tra­ta­mien­tos cutáneos, por los cua­les se re­cu­rría an­tes a la der­moa­bra­sión o ci­ru­gía fa­cial, las ven­ta­jas del lá­ser son con­si­de­ra­bles. Por no hablar de las ope­ra­cio­nes ocu­la­res que han per­mi­ti­do so­lu­cio­nar el pro­ble­ma de la mio­pía, o de las in­ter­ven­cio­nes en aque­llas zo­nas muy de­li­ca­das, co­mo las cuer­das vo­ca­les. “Mu­chas apli­ca­cio­nes se lle­van a ca­bo sin anes­te­sia, sin hos­pi­ta­li­za­ción, sin ba­ja la­bo­ral, con un sim­ple pro­ce­di­mien­to am­bu­la­to­rio. El pa­cien­te lo agra­de­ce y has­ta es­tá dis­pues­to a pa­gar un po­co más”, se­ña­la Mo­ra­ga. Gra­cias a sus pro­pie­da­des, el lá­ser es muy útil en la ima­gen bio­mé­di­ca. Por ejem­plo, su luz, al ser ab­sor­bi­da de for­ma se­lec­ti­va, per­mi­tió en­ten­der la epi­de­mia del sida, por­que a me­dia­dos de los ochen­ta se per­fec­cio­na­ron téc­ni­cas pa­ra dis­cri­mi­nar tipos de cé­lu­las, y des­cu­brir cuá­les de ellas eran in­fec­ta­das por el vi­rus. Si­guien­do el mis­mo prin­ci­pio, en los pró­xi­mos años se po­drá lle­var a ca­bo un aná­li­sis del ge­no­ma hu­mano com­ple­to en muy po­co tiem­po y se po­drán po­ner a pun­to apa­ra­tos de ima­gen ca­pa­ces de de­tec­tar tu­mo­res in­ci­pien­tes. En el fu­tu­ro, con to­da pro­ba­bi­li­dad, el lá­ser con­se­gui­rá am­pliar su ra­yo de ac­ción. El gran re­to es lle­var el lá­ser den­tro del cuer­po hu­mano. “En la ac­tua­li­dad, su prin­ci­pal li­mi­ta­ción es la pro­fun­di­dad. Su luz no pue­de in­ci­dir más allá de 5 mm en la su­per­fi­cie de la piel. Pe­ro el lá­ser pue­de re­ba­sar es­te lí­mi­te. ¿Có­mo? Ca­na­li­zan­do su luz en una fi­bra óp­ti­ca me­dian­te una son­da y así lle­gar a un pun­to de­ter­mi­na­do, uti­li­zan­do otros con­duc­tos, co­mo el uri­na­rio por ejem­plo. Así, por ejem­plo, se pue­de cu­rar la hi­per­tro­fia de la prós­ta­ta”, ase­gu­ra Mo­ra­ga. Más allá de la me­di­ci­na, la ex­pe­ri­men­ta­ción más am­bi­cio­sa con el lá­ser es­tá te­nien­do lu­gar en el sec­tor de la ener­gía. No hay que ol­vi­dar que el lá­ser, aun­que sea ener­gía, pre­ci­sa ener­gía pa­ra que pue­da fun­cio­nar. Pe­ro tam­bién pue­de lle­gar a ge­ne­rar­la. Po­si­ble­men­te, en gran­des can­ti­da­des. Es lo que se es­tá in­ves­ti­gan­do en es­tos mo­men­tos. En el Lawrence Li­ver­mo­re Na­cio­nal La­bo­ra­tory de EE.UU. ya hay 192 apa­ra­tos po­ten­tes di­ri­gi­dos so­bre una bo­li­ta de deu­te­rio, ca­paz de al­can­zar 33 mi­llo­nes de gra­dos, con el ob­je­ti­vo de cau­sar una reacción nu­clear me­dian­te fu­sión. Sí, han leí­do bien: el ex­pe­ri­men­to pre­ten­de re­pro­du­cir la di­ná­mi­ca de fun­cio­na­mien­to de una pe­que­ña es­tre­lla, pa­ra dis­po­ner de una fuente de ener­gía inago­ta­ble, lim­pia y sin emi­sio­nes (es la lla­ma­da fu­sión fría... ¿se con­se­gui­rá al­gún dia?). Pa­ra San­tia­go Mi­guel Olia­zo­la, des­pués de más de 50 años, le­jos de ser ob­so­le­to, “el lá­ser es­tá vi­vo, co­lean­do y más brillante que nun­ca. Y, ade­más, es una tec­no­lo­gía cen­tra­da en el co­no­ci­mien­to que no con­ta­mi­na y no ge­ne­ra re­si­duos”. Así que, fe­liz cum­plea­ños, lá­ser. Y que cum­plas mu­chos más. (Ah, por cier­to, en el ca­so de que no lo su­pie­ran: Ja­mes Bond se en­cuen­tra bien. So­bre­vi­vió.)

Una de las es­ce­nas de Ja­mes Bond con­tra Gold

fin­ger, en la que un lá­ser ame­na­za con ma­tar a 007

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