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Noticia

Rayos láser: ¿Es posible crear espadas como las de Star Wars?

Lo que empezó siendo un dispositivo de laboratorio sin aplicación alguna se convirtió en una herramienta muy popular. El rayo láser también redujo su tamaño y ha logrado ser igual que la cabeza de un alfiler. El profesor Miguel Asmad, docente del Departamento de Ciencias y quien el próximo ciclo (2012-2) dictará el curso ‘Introducción a los láser’ en la Maestría en Física Aplicada, nos presenta en detalle este invento con 52 años de antigüedad.

  • Texto:
    Gonzalo Silva
  • Fotografía:
    Mario Lack

El rayo láser se convirtió en paradigma del futuro tecnológico gracias a las espadas azul y roja, símbolos inequívocos del bien y el mal en la saga Star Wars (1977). La juventud de este invento (en ese entonces contaba con 17 años, pues fue creado en 1960) hizo que se le atribuyera funciones que quizá el futuro nos regale, entre ellas las codiciadas espadas con la que héroe y antagonista se enfrentan. Hoy, 35 años después de esa ficticia aproximación, nos encontramos con un elemento de uso indispensable en la cotidianeidad. Ha evolucionado, sí, pero no para hacer la guerra, sino para facilitarnos la vida.

Distintas aplicaciones

“El láser ahora se ha vuelto muy popular y justamente es importante por el amplio rango de aplicación. En lo cotidiano lo podemos ver cuando usamos un puntero láser”, empieza su discurso el profesor Miguel Asmad. Y continúa: “Uno va al supermercado y encuentra los lectores de códigos de barras. Se trata de un láser muy pequeño, que emite el color rojo, el cual está entre 650 y 670 nanómetros. Esto es conocido como longitud de onda de la luz láser”.

Como muchos aspectos de la ciencia, es mejor hablar con ejemplos y analogías para poder entendernos. “La luz láser es una onda. Pensemos en una perturbación que se produce en la superficie del agua en una tina cuando la tocas. Esto se propaga porque las moléculas están unidas en el agua, entonces se genera una onda. La luz también se propaga y no necesita un medio para propagarse. Lo que se perturba es el campo eléctrico y esa perturbación se propaga como una onda. El vector del campo eléctrico oscila y se genera una onda electromagnética o radiación”. Esa es la onda de luz que vemos.

Cada color depende de la onda

El color con el que más asociamos al rayo láser es el rojo. Punteros, escáneres, lectoras de CD y DVD son los medios donde apreciamos este invento; sin embargo, hay otros colores. Para entender cómo puede variar de color es necesario saber que la luz está compuesta por colores. “Cada color de la luz está asociado a una onda. Cada onda tiene una separación entre sus crestas, los máximos de la onda, y esa separación espacial se conoce como longitud de onda, que está asociada a un color. El color rojo tiene una longitud de onda más grande que el color azul, y el violeta tiene una longitud de onda más pequeña. La energía de la luz es inversamente proporcional a la longitud de onda”, explica Asmad. Es decir, un láser violeta tendrá más energía que uno rojo.

El rayo láser se forma por el fenómeno físico de la emisión estimulada de radiación. Otra vez recurrimos a Asmad para entender este fenómeno: “Un modelo del átomo se puede imaginar como un núcleo y alrededor los electrones en niveles de energía muy definidos. Los electrones pueden pasar de un nivel de energía a otro superior absorbiendo luz. Entonces, el átomo puede saltar a otro nivel de energía superior y de ahí puede caer espontáneamente. Cuando decae emite una onda de luz, que se conoce como fotón (la porción más pequeña de energía que puede emitir un electrón cuando decae). Ese electrón, en presencia de un fotón, es posible que se vea obligado a caer, ya no espontáneamente, sino por estimulación; entonces emite un fotón idéntico al que lo estimuló para que caiga. Estoy hablando de un fotón que induce al átomo a desexcitarse emitiendo un fotón idéntico. A este proceso se le llama emisión estimulada de radiación. Los fotones son idénticos en este sentido: tienen la misma dirección, la misma longitud de onda, el mismo color y son coherentes en el sentido que las ondas viajan al unísono. Son cientos de miles de fotones que se producen idénticos y eso constituye el rayo láser”.

Niveles de láser

Ante tantos tipos de láseres y los diversos usos, que incluye a la medicina (operación de los ojos para mejorar la visión) y diversos trabajos de laboratorio, industrias y hasta investigaciones de la NASA, no se puede tener acceso a todos ellos. De hecho, existen niveles de seguridad de protección para el ser humano. “Esos láseres comercialmente disponibles no producen daños si uno los ve por reflexión. Lo que no se debe hacer es dirigirlos directamente al ojo porque podrían producir daños. Existen normas que catalogan a los láseres de acuerdo con niveles de seguridad”, apunta el físico. “Existen láseres 1A, 1B, 3A, 4A. Cuando el número aumenta, el láser se vuelve más peligroso. Los láseres de nivel de seguridad son del nivel 1A. No producen daños”, aclara.

Estos niveles de potencia del rayo láser no permiten crear espadas con este principio, pero sí sirven en la industria mecánica para hacer cortes o soldaduras. ¿De qué nivel de potencia hablamos? “Esa luz tiene varios de Jules de energía y puede concentrarse en áreas muy pequeñas. La energía es tan grande que produce ablación: la energía es concentrada en forma de pulso y en un área muy pequeña, en fracciones de milímetros y esa gran energía que se concentra vaporiza el material y eso es lo que produce los cortes”. Versatilidad, esa es la característica de los rayos láser.

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