Cómo funciona un láser y 5 cosas que no sabías de ellos

Para comprender cómo funciona un láser (palabra que es un acrónimo de Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación) hay que volver un poco a las nociones básicas de física. La luz viaja en ondas, como las olas del mar, y la distancia que hay entre los picos de estas ondas se llama longitud de onda.

Cada color de luz tiene una longitud de onda diferente. Por ejemplo, la luz azul tiene una longitud de onda más corta que la luz roja. La luz del sol, y la luz típica de una bombilla, está formada por luz con muchas longitudes de onda diferentes, pero la vemos blanca porque nuestros ojos no las distinguen individualmente y la mezcla de ellas es visible como luz blanca.

El láser, en cambio, es un tipo de luz diferente. Lo primero es que no se da en la naturaleza. Los láseres producen un haz de luz estrecho en el que todas las ondas de luz tienen longitudes de onda muy similares. De este modo las ondas viajan juntas con sus picos alineados o en fase. Esta es la razón por la que los rayos láser son muy estrechos, muy brillantes y pueden enfocarse en un punto muy pequeño. Y muy lejano: al permanecer enfocada (al contrario que una linterna cuya luz “se abre” o dispersa), los rayos láser pueden viajar distancias muy largas. También pueden concentrar mucha energía en un área muy pequeña.

Obviamente todo esto tiene muchas utilidades. Al concentrar mucha energía en un espacio pequeño, sirven para borrar tatuajes por ejemplo y para cortar diamantes. O para llevar a cabo cirugías muy complejas. Pero hay otros usos más habituales, como el de leer los códigos de barra en un supermercado o permitirnos ver una película en un DVD. ¿Cómo es posible que la luz consiga esto? En ambos casos lo que ocurre es que el láser (en un lector de DVD, en un CD o en un lector de código de barras) se refleja sobre la superficie (del producto o del disco) y detecta las áreas reflectantes y las protuberancias por la cantidad de luz láser que reflejan. Algo similar al sonar de un murciélago, que emite sonido para saber qué le rodea, solo que en este caso se hace con luz. Luego, el lector convierte los reflejos en ceros y unos y los transforma en información digital.

Los láseres también se utilizan en instrumentos llamados espectrómetros. Los espectrómetros pueden ayudar a los científicos a descubrir de qué están hechos los planetas y las estrellas. Cada elemento, cuando refleja la luz, lo hace con unos colores muy precisos. El hierro, por ejemplo, cuando arde lo hace con un “arco iris” muy diferente al del oro y al del fósforo. Es como su huella digital. El rover Curiosity, por ejemplo, usa un espectrómetro láser para ver qué tipos de sustancias químicas hay en ciertas rocas de Marte analizando la luz que refleja.

Las misiones de la NASA han utilizado láseres para estudiar los gases en la atmósfera terrestre. Los láseres también se han utilizado en instrumentos que mapean las superficies de planetas, lunas y asteroides.

Los científicos incluso han medido la distancia entre la Luna y la Tierra usando láseres. Al medir la cantidad de tiempo que tarda un rayo láser en viajar a la Luna y regresar, los astrónomos pueden saber exactamente qué tan lejos está.

Pero hay mucho más detrás de esta tecnología

1) En 2016, los científicos crearon un tipo de microláser: tan pequeño que mide menos que un glóbulo rojo. Gracias a él, del mismo modo que se hacen mapas de un planeta con un láser, se puede hacer el mapa de una célula.

2) Los láser pueden generar mucha, muchísima energía. Uno de los más potentes del planeta está en la Instalación de Láser Ultraintenso Ultrarrápido de China (SULF). Unos años atrás, en un solo pulso de luz disparó el equivalente a 5,3 petavatios, el doble de lo que consume la UE en un año.

3) Y aún así no es el más potente. Ese honor corresponde a la Instalación Nacional de Ignición (NIF) de California. En este laboratorio, del tamaño de tres campos de fútbol, el megaláser puede entregar la misma cantidad de energía liberada por un kilo de trinitrotolueno o TNT (una cantidad suficiente para volar un vehículo por completo)… solo que en una diana del tamaño de una mosca.

4) ¿Y para qué quieren toda esa energía en espacios tan pequeños? Gracias a ello pueden desencadenar reacciones nucleares como las que ocurren en las estrellas, cuando se fusionan dos átomos de hidrógeno para crear uno de helio…y así producir energía.

5) Un equipo de científicos de la Universidad de Adelaida en Australia, está desarrollando un dispositivo que es capaz de detectar si tenemos algún tumor, si tenemos diabetes u otras enfermedades, solo con el aliento. Basta respirar en este dispositivo (como soplar en un alcoholímetro) y un láser interno interactúa con los elementos del aire y elabora un diagnóstico.