Hoy, 16 de mayo, se cumplen los 50 años del descubrimiento del láser por Maiman

El 16 de mayo de 1960, Theodore H. Maiman, un científico que trabajaba en los laboratorios de investigación que el excéntrico millonario Howard Hughes poseía en Malibú (California, USA) observó por primera vez la amplificación de luz por emisión estimulada de radiación, fenómeno cuyas siglas en inglés forman el acrónimo LASER. Publicó el artículo, un columna de exquisita simplicidad, el 6 de agosto de 1960 en la revista Nature, artículo titulado “Stimulated Optical Radiation in Ruby” (radiación óptica estimulada en rubí). El trabajo había sido previamente rechazado en la prestigiosa publicación Physical Review Letters. Nos lo cuenta magistralmente Humberto Michinel Álvarez en “El láser: 50 años de luz,” Revista Española de Física, Enero-Marzo 2010. Permitidme que extraiga algunos párrrafos de dicho artículo. Obviamente, también nos lo cuentan en muchas otras fuentes, como este Editorial, “Fifty brilliant years,” Nature Materials 9: 369, May 2010.

“El primer láser fue construido con un cristal cilíndrico de rubí sintético de un centímetro de largo, con sus bases espejadas, formando el primer resonador óptico activo de la historia. Para excitar los átomos de cromo del cristal, Maiman usó una lámpara de flash enrollada en espiral en torno al cilindro. Ese diseño simple y compacto le permitió obtener el resultado buscado: emisión de luz roja coherente en forma de pulsos que respondían a los destellos de la lámpara de bombeo. Maiman, quien sorprendentemente no fue galardonado con el Premio Nobel por su hazaña, consiguió con su artículo ganar la partida a numerosos equipos de investigadores que mantenían una intensa competencia para lograr el primer amplificador de microondas por emisión estimulada (MASER) que emitiese luz visible. Sobre todo en los Estados Unidos y en la antigua URSS numerosos grupos de investigación venían investigando contrareloj desde hacía años diferentes diseños de “máser óptico,” con el ánimo de entrar así en la historia de la Física [el cambio de la “M” de máser por la “L” de láser fue propuesto por Gordon Gould].

Con la publicación del trabajo de Maiman en Nature finalizó la carrera por hacer el primer láser. El trabajo previo a Maiman permitió una explosión de resultados desde el primer momento y así fueron desarrollados rápidamente nuevos modelos de láser: He-Ne (1961), Cs (1962), diodo (1962), CO2 (1963), Ar (1964), colorante (1966), excímero (1970), etc. Muchos de estos avances fueron reconocidos con el Premio Nobel de Física como ocurrió a C.H. Townes, N. Basov y A. Prokhorov en 1964, A. Schawlow y N. Bloembergen en 1964 o Z. Alferov y H. Kroemer en 2000.

Observación de Maiman de un pulso óptico de un láser de Ruby en un osciloscopio.

El láser ha dodo lugar a un campo de investigación conocido como fotónica, en el que la luz láser es la herramienta fundamental de diversas tecnologías punteras, cuyos fundadores han obtenido también el Premio Nobel como es el caso del enfriamiento de átomos con láser (C. Cohen-Tannoudji, W. Phillips y S. Chu, 1997), la femtoquímica (A. Zewail, 1999), la condensación de Bose-Einstein en gases ultrafríos (W. Ketterle, E. Cornell y C. Wieman, 2001), los relojes ópticos (T. Haench, 2005) o las comunicaciones por fibra óptica (Kao, 2009); lo que evidencia que la fotónica es uno de los campos más activos y exitosos de la Física desde su irrupción hace ahora cincuenta años.

El láser está presente en nuestra vida cotidiana en actividades tan habituales como los escáneres que leen las etiquetas de los productos en el supermercado, las impresoras láser, los últimos tipos de televisores de pantalla plana, las numerosas aplicaciones biomédicas como la eliminación de la miopía, la depilación y el tratamiento de ciertos tumores o en la información transportada por fibra óptica que conecta la internet, entre otras muchas aplicaciones prácticas.

Desde aquí un agradecimiento al esfuerzo de pioneros como Theodore Maiman quienes con sus descubrimientos demuestran que la Física tiene un enorme potencial para mejorar el mundo en el que vivimos y contribuir así al bienestar de la humanidad.”

Recomiendo la lectura de Donald F. Nelson, Robert J. Collins, Wolfgang Kaiser, “Bell Labs and the ruby laser,” Physics Today 63(1): 40-46, January 2010 (copia gratis aquí). El artículo ha generado bastante polémica y han tenido que publicar 4 páginas de cartas al editor sobre el mismo, también de acceso gratuito, Jeff Hecht, Ralph F. Wuerker, Isaac D. Abella, Viktor Evtuhov, Donald N. Langenberg, William Joyce, Donald F. Nelson, Robert Collins, and Wolfgang Kaiser, “More light on ruby laser’s history,” Physics Today, 63(5): 8-10, May 2010.

También es muy interesante la lectura del suplemento especial de Nature (Milestone) sobre fotones, que incluye una cronología de los hitos históricos más importantes, así como una extensa colección de artículos que incluye el original de T. H. Maiman, “Stimulated optical radiation in ruby,” Nature 187, 493-494 (1960), así como otros de Lewis, GaborWolff y otros. Finalmente, se incluyen varios listados de artículos publicados en Nature sobre fotónica, pero no ofrecen acceso gratuito a los mismos, de los que yo destacaría el del láser.