Aleph Cero/ Láser sin átomos
| Autor | Shahen Hacyan |
En todas las películas de ciencia ficción aparecen los protagonistas, terrícolas o extraterrestres, armados con poderosos láseres que disparan rayos mortíferos. Incluso, alguna vez el presidente Reagan, probablemente inspirado por el cine, quiso montar un sistema de defensa con láseres que destruiría los misiles de sus enemigos comunistas.
¿Es factible construir tales láseres? Los que se venden comercialmente, basados en la emisión de luz por átomos, tienen limitaciones en cuanto a potencia. Por ello, desde hace un par de décadas, los físicos han estado desarrollando un nuevo tipo de láser que utiliza electrones libres en lugar de átomos. Pero veamos primero cómo funciona un láser.
La luz es una onda electromagnética; algo así como una ola de electricidad y magnetismo. La luz común es una superposición de muchas olas vibrando al azar, mientras que la luz de un láser se comporta como una sola y gigantesca ola. La diferencia entre la luz común y la de un láser es análoga a la que hay entre el ruido de las conversaciones de una multitud y el canto de un coro bien sincronizado.
En general, las ondas de luz se producen por el movimiento de cargas eléctricas, como son los electrones, las partículas que se encuentran en los átomos. Los electrones son como planetas que giran alrededor del núcleo atómico, con la diferencia de que sólo pueden estar en ciertas órbitas con energías bien definidas. Cuando un electrón absorbe una onda de luz, usa la energía de esa onda para brincar de una órbita inferior a una superior con mayor energía. Asimismo, un electrón en una órbita superior puede caer espontáneamente a una inferior y emitir una onda de luz. Así, los electrones están continuamente subiendo y bajando en sus órbitas, lo cual se manifiesta macroscópicamente por el hecho de que los cuerpos absorben y reflejan la luz.
Alrededor de 1917, cuando ya estaba bien establecida la teoría atómica, Albert Einstein estudió el proceso de emisión y absorción de la luz por los electrones en los átomos y descubrió otro proceso, además de los dos mencionados anteriormente. Si un electrón está en una órbita superior y recibe una onda de luz, puede bajar a la órbita inferior y emitir dos ondas de luz idénticas a la que absorbió. Esto es lo que se llama "emisión inducida".
El efecto predicho teóricamente por Einstein tuvo sus frutos medio siglo después, ya que es el principio de funcionamiento de los láseres de átomos. En un láser, cada átomo absorbe una onda de luz y...
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