Una revolución para la Óptica: La invención del láser

2015, Año de la Luz y de las Tecnologías basadas en la Luz.

El 27 de enero de 2015 fallecía Charles H. Townes (1915-2015) a los 99 años de edad y Premio Nobel de Física en 1964. En el año 1953 Townes concibió el máser, un amplificador de microondas con el que producir un haz de radiación intensa. Este dispositivo sería el germen de una idea similar para estimular la luz visible y crear el láser, uno de los más importante y versátiles instrumentos científicos.

«Aunque el desarrollo del láser tiene sus orígenes en un trabajo de Einstein sobre emisión estimulada de radiación publicado en 1916, fue un artículo publicado en 1958 por dos físicos, Charles Townes y Arthur Schawlow, titulado “Infrared and Optical Masers”, el que puso las bases teóricas que permitieron a Maiman construir el primer láser en 1960».

La revista de divulgación científica Mètode recuerda a Townes en la portada de su página Web recuperando el artículo «Una revolución para la óptica» que publiqué en dicha revista hace cinco años y que yo también recuerdo en esta entrada de mi blog.

En el año 2010 se cumplieron cincuenta años desde que el 16 de mayo de 1960, el físico e ingeniero estadounidense Theodore Maiman obtuvo la primera emisión láser, precursora de uno de los más importantes y versátiles instrumentos científicos de todos los tiempos. Este acontecimiento es, por tanto, muy importante no sólo para los que desarrollan su investigación en el campo de la óptica, sino también para otros investigadores de otras áreas que también utilizan láseres en su trabajo sino también para el público en general, el cual prácticamente todos los días utiliza dispositivos provistos de láseres. Los reproductores de CD, DVD y Blu-ray, los punteros láser, las impresoras láseres, los lectores de códigos de barras utilizados en muchos comercios o los sistemas de comunicaciones por fibra óptica que conectan la red global de Internet son sólo algunos ejemplos de aplicación del láser en nuestra vida cotidiana. También el láser tiene importantes aplicaciones industriales como el cortado de piezas, el guiado de maquinaria y robots en cadenas de fabricación o la medición precisa de distancias, y aplicaciones biomédicas en diversos tratamientos quirúrgicos, en la eliminación de la miopía o en el tratamiento de ciertos tumores. Incluso el láser se utiliza en los centros de belleza que continuamente nos bombardean con anuncios sobre depilación láser. Sin embargo, el láser es de gran importancia, no sólo por sus múltiples aplicaciones científicas y comerciales o por ser la herramienta fundamental de diversas tecnologías punteras, sino porque fue un factor crucial en el renacer de la óptica que tuvo lugar en la segunda mitad del siglo pasado. Alrededor del año 1950 muchos investigadores consideraban a la óptica como una disciplina científica con un gran pasado, pero sin visos de tener un gran futuro. En aquellos años eran los artículos científicos de otras partes de la física como la física nuclear y de partículas, la física del estado sólido o la electrónica tras la invención del transistor los que prácticamente copaban las revistas de física más prestigiosas. Sin embargo, el láser cambió esta percepción de forma drástica dando lugar a un desarrollo nuevo y vigoroso de la óptica. Puede decirse, sin riesgo a equivocarse, que el láser fue el revulsivo que reactivó muchos campos de la óptica de forma “explosiva” como la holografía, dando lugar además a otros nuevos como la optoelectrónica, la óptica no lineal o las comunicaciones ópticas.

La importancia del láser en nuestra sociedad es evidente. El mismo presidente de EE UU, Barack Obama, envió el pasado mes de mayo un mensaje presidencial a los responsables de LaserFest, iniciativa puesta en marcha en EE UU para celebrar el cincuenta aniversario del funcionamiento del primer láser de trabajo y educar al público en general sobre los beneficios de este dispositivo. El mensaje señalaba que el láser es «uno de los inventos más importantes y versátiles del siglo xx» y reconocía que el «trabajo teórico intensamente creativo» que condujo al desarrollo del láser fue «seguido por una ingeniería innovadora y una espectacular diversidad de aplicaciones que han proporcionado beneficios económicos inimaginables inicialmente». Obama continuó diciendo que espera «con verdadera emoción los nuevos avances en este campo y las nuevas aplicaciones seguramente hoy aún impensables». (artículo publicado en MÈTODE, revista de divulgación de la investigación de la Universitat de València).

Lee el artículo completo publicado en la revista MÈTODE, Nº 67 (2010)

Charles Townes (1915-2015) presenta el máser a la prensa en Nueva York en 1955 / AP

About Augusto Beléndez

Catedrático de Física Aplicada en el Departamento de Física, Ingeniería de Sistemas y Teoría de la Señal de la Universidad de Alicante. Miembro del Instituto Universitario de Física Aplicada a las Ciencias y las Tecnologías (IUFACyT) así como del Grupo de Investigación "Holografía y Procesado Óptico" (GHPO) y del Grupo de Innovación Tecnológica-Educativa "Física, Óptica y Telecomunicaciones" (GITE-FOT). Miembro de la RSEF y SEDOPTICA. Senior member de la OSA y Fellow member del SPIE. -- Full Professor of Applied Physics in the Department of Physics, Systems Engineering and Signal Theory at the University of Alicante (Spain). Member of the University Institute of Physics Applied to Sciences and Technologies (IUFACyT) as well as the Research Group "Holography and Optical Processing" (GHPO) and the Technological-Educational Innovation Group "Physics, Optics and Telecommunications" (GITE-FOT). Member of the RSEF and SEDOPTICA. OSA Senior member and SPIE Fellow.
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