El laser.
El láser
Otra de las aplicaciones de la física cuántica es el rayo láser (amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación). La historia del rayo láser comenzó en 1916, cuando A. Einstein, que estudiaba el comportamiento de los electrones en el interior del átomo, previó la posibilidad de estimular los electrones para que emitiesen luz de una longitud onda determinada. El estímulo se lo proporcionaría una luz adicional de la misma longitud de onda.
Einstein descubrió la emisión estimulada, pero para fabricar un láser se precisaba también amplificación de dicha emisión estimulada, lo que no se consiguió basta
1959.
Un láser es un dispositivo que produce un tipo muy especial de luz:
• La luz láser es muy intensa. Recordemos que la intensidad es una medida de la potencia por unidad de superficie, de manera que los láseres, aun emitiendo tan solo algunos mW, son capaces de producir elevada intensidad en un rayo de un milímetro de diámetro.
• Los haces láser son direccionales, es decir, son estrechos y no se dispersan como los demás haces de luz.
• La luz láser es coherente. Una luz corriente, como la procedente una bombilla, está formada por ondas luminosas que comienzan en diferentes momentos y se desplazan en direcciones diversas. Por el contrario, todas las ondas luminosas procedentes de un láser se acoplan ordenadamente entre sí.
• La luz láser es monocromática, Los haces de luz láser han sido producidos en gran variedad de colores, y también en muchos tipos de luz invisible; pero un láser determinado puede emitir, únicamente, un solo color, es decir, una sola longitud de onda.
Las características de la luz láser hacen posible utilizarlo para cara calentar, fundir o vaporizar materiales de forma precisa, lo que le confiere una gran versatilidad.
En la industria se utiliza el láser para taladrar diamantes, modelar máquinas, recortar componentes microelectrónicos, calentar chips semiconductores, cortar patrones de moda, sintetizar nuevos materiales, etc.
En las comunicaciones se ha convertido en la base de toda la electrónica de consumo: los lectores y las grabadoras de CD y DVD utilizan un haz láser para reconocer los bits que existen o han de colocar sobre el soporte digital que se esté utilizando en cada caso.
Debido a su alta frecuencia, la luz láser puede transportar 1000 veces más información que las microondas; por ese motivo, resultan ideales en las comunicaciones espaciales.
En medicina es posible cortar y cauterizar ciertos tejidos en una fracción de segundo sin dañar al tejido sano circundante. El láser se ha empleado, también, para "soldar" la retina, perforar el cráneo, reparar lesiones y cauterizar vasos sanguíneos.
Los láseres se emplean también en investigación científica, por ejemplo, para detectar los movimientos de la corteza terrestre y para efectuar medidas geodésicas. Además, la capacidad de algunos láseres para excitar de forma selectiva un átomo o molécula se utiliza como método muy eficaz para la separación de isótopos. También se utiliza para intentar inducir la fusión nuclear controlada.
Otro de los usos del láser es el militar. Los sistemas de guiado por láser para misiles, aviones y satélites son muy comunes.
En enero de 1997, un equipo de físicos estadounidenses anunció la creación del primer láser compuesto de materia en vez de luz, Se trata de un láser atómico. Del mismo modo que en un láser de luz todos los fotones viajan en la misma dirección y con la misma longitud de onda, en un láser atómico cada átomo se comporta de la misma manera que cualquier otro átomo, formando una "onda de materia" coherente. Los científicos confían en sus numerosas e importantes aplicaciones potenciales, aunque presenten algunas desventajas frente a los láseres de luz debido a que los átomos están sujetos a fuerzas gravitatorias e interaccionan unos con otros de forma distinta a como lo hacen los fotones.