Desde su creación en 1960, los láseres han destacado como herramientas versátiles, desempeñando roles fundamentales en diversos sectores, que van desde la medicina hasta la industria espacial.
Los láseres, como fuentes de luz altamente concentradas y coherentes, son herramientas increíblemente versátiles y fácilmente adaptables, convirtiéndolos en componentes fundamentales en muchos ámbitos de la vida cotidiana.
No obstante, aparte de su uso común, los láseres poseen aplicaciones y propiedades que quizás no son ampliamente conocidas y que reflejan su gran potencial.
Definición de los láseres
Ahora bien, ¿qué son realmente esos haces de luz asociados comúnmente con el color rojo? Los láseres, cuyo nombre se deriva de las siglas en inglés de » Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation » («Amplificación de la Luz por Emisión Estimulada de Radiación»), son dispositivos que producen un haz intenso altamente concentrado.
En contraste con la luz ordinaria, que se dispersa en diversas direcciones, la luz láser se distingue por ser monocromática (con una sola longitud de onda y frecuencia, y, por ende, un único color), coherente y direccional.
La generación de esta fascinante luz se lleva a cabo mediante un proceso fundamental en la física cuántica denominado «emisión estimulada». En un láser común, se utiliza un medio, como un gas, líquido o sólido, compuesto por átomos o moléculas capaces de emitir luz, o fotones, cuando se les suministra energía.
Cuando estas partículas reciben un estímulo, como un flash o una descarga eléctrica, algunos de sus electrones se excitan y pasan a un nivel de energía superior. Sin embargo, este estado es transitorio y, en poco tiempo, los electrones vuelven a su nivel de energía original, liberando un fotón en el proceso.
Lo peculiar de los láseres radica en que este proceso ocurre con una amplificación significativa. Esta amplificación se logra al colocar el medio entre dos espejos, uno de los cuales es parcialmente transparente.
Cuando los fotones son liberados, rebotan entre estos espejos y tienen la capacidad de estimular a más átomos para que emitan fotones, manteniendo la misma frecuencia que los fotones originales.
En resumen, este proceso se repite en un ciclo continuo, generando cada vez más fotones y, en consecuencia, produciendo un haz de luz láser altamente concentrado que sale a través del espejo parcialmente transparente.
5 curiosidades sobre los láseres
¿Sabías que hay láseres que pueden enfriar objetos hasta temperaturas extremadamente bajas? Además, ¿te imaginas que se ha desarrollado una tecnología para transmitir sonido mediante un haz láser?
Más allá de sus aplicaciones comunes, como las cirugías oculares o la depilación, los láseres poseen propiedades y usos sorprendentes que seguramente desconocías. A continuación, te compartimos 5 de ellos.
El láser como arma de bolsillo
El pasado año, Northrop Grumman Corporation reveló el desarrollo de un láser miniaturizado de alta energía llamado Phantom, diseñado para su despliegue en el campo de batalla. Este dispositivo portátil, con una potencia de 10 kW, ofrece una colocación táctica rápida y puede neutralizar amenazas como drones enemigos.
Aunque su potencia es menor en comparación con otros sistemas láser más grandes, su portabilidad y versatilidad lo convierten en un arma singular en operaciones militares. Esta tecnología representa un avance significativo en la capacidad de respuesta de las fuerzas militares en el campo de batalla.
El láser de enfriamiento cuántico para átomos
En 1995, Eric Cornell , Carl Wieman y Wolfgang Ketterle alcanzaron un hito fundamental en la física cuántica al desarrollar la técnica de láser de refrigeración para átomos. Esta innovación permitió enfriar átomos a casi cero absoluto utilizando haces láser.
La introducción de esta técnica marcó el comienzo de un nuevo campo de estudio: la materia ultrafría. Al manipular la energía cinética de los átomos con precisión mediante láseres, los científicos lograron crear un condensado de Bose-Einstein, un estado cuántico de la materia donde los átomos se comportan como una sola entidad.
Este avance no solo reveló fenómenos cuánticos a gran escala, sino que también impulsó la investigación en áreas como la superconductividad y la computación cuántica. Por su destacada contribución, Cornell, Wieman y Ketterle fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 2001, en reconocimiento a su impacto significativo en la comprensión del mundo cuántico y su potencial aplicativo en diversas áreas tecnológicas.
Comunicación de voz por láser
Desde el año 2019, ha surgido una tecnología innovadora conocida como «comunicación de voz por láser», la cual permite la transmisión de sonido a través de un rayo láser. Este método se basa en las fluctuaciones de la densidad del aire generadas por el rayo láser para producir sonido audible a distancia.
Aunque aún se encuentra en sus fases iniciales de desarrollo, esta técnica presenta prometedoras aplicaciones en la comunicación a larga distancia. Al aprovechar las propiedades de los láseres para transmitir información de manera precisa y sin interferencias, la comunicación de voz por láser podría transformar la forma en que nos comunicamos en entornos donde las comunicaciones convencionales son limitadas o ineficaces.
Tecnología de limpieza con láser
¿Te sorprendería saber que los láseres también desempeñan un papel importante en la limpieza de objetos antiguos? En un esfuerzo por preservar la integridad de los artefactos históricos, los conservadores están recurriendo a una tecnología innovadora: el láser de limpieza.
A diferencia de los métodos convencionales que pueden dañar objetos delicados, los láseres de pulso corto ofrecen una solución selectiva y no invasiva para eliminar la suciedad y los contaminantes de las superficies de estos objetos.
Esta técnica láser permite a los historiadores limpiar con precisión y control los objetos antiguos, sin comprometer su estructura o su valor histórico. Al preservar la integridad de estos elementos, el láser de limpieza emerge como una herramienta invaluable en la conservación del patrimonio cultural.
Comunicación espacial con láser
En los últimos años, la NASA ha llevado a cabo investigaciones pioneras en comunicación espacial utilizando láseres, con el objetivo de mejorar la transferencia de datos desde el espacio profundo a la Tierra.
Estos sistemas ofrecen velocidades de transmisión considerablemente más rápidas que las comunicaciones por radio tradicionales, lo que promete revolucionar la exploración espacial al facilitar transferencias de datos más eficientes y rápidas entre naves espaciales y estaciones terrestres.
Al permitir una comunicación más rápida y confiable, los sistemas de comunicación láser podrían allanar el camino para misiones espaciales más ambiciosas y nuevos descubrimientos cosmológicos.