Y Maiman dijo "Hágase la Luz"

Theodore Harold Maiman

Hace 50 años, cuando se presentó, el imaginario popular vio en el Láser el arma de rayos que por muchos años había existido en la ciencia ficción. Hoy “el rayo de la muerte” sigue siendo un rayo de luz que ilumina la tecnología de nuestro tiempo.

La luz al final del túnel

“Hay una historia muy dramática y novelesca en la invención del Láser” explica el Dr. Eric Rosas Solís, Presidente de la Academia Mexicana de Óptica. El trabajo se origina a finales de los años 50 en medio de la guerra fría. La constante amenaza de un ataque había despertado el interés por desarrollar detectores más finos que permitieran superar en precisión y distancia el radar.  En Estados Unidos Charles H. Townes de los Laboratorios Bell encontró la respuesta al inventar el MÁSER (Microwave Amplification by Stimulated Emision of Radiation), un aparato en el que un material es excitado con energía para producir un poderoso flujo uniforme de microondas capaz de recorrer una gran distancia, rebotar en un blanco y regresar para indicar tamaño, movimiento y distancia. El Máser permitió vigilar las fronteras con una longitud de onda más pequeña que las ondas de radio usadas originalmente por el radar.

En 1958 Charles Townes y su colega Arthur Schawlow dieron el siguiente paso lógico al publicar un artículo proponiendo el diseño de un Máser que pudiera generar longitudes de onda todavía más pequeñas, esto significa pasar de las microondas a la luz, “Pero una cosa es imaginar un instrumento y otra muy distinta es construir uno que funcione” puntualiza Eric Rosas.

Para 1959, una feroz competencia se había desatado por construir el primer Máser Óptico o Láser (Light Amplification by Stimulated Emision of Radiation) . En Estados Unidos, los favoritos eran Townes y su equipo de los Laboratorios Bell, los inventores del Máser. A la par, invirtiendo enormes cantidades de tiempo y dinero, estaban los laboratorios más importantes de Estados Unidos: General Electric, El Tecnológico de Massachusetts (MIT), RCA Laboratories y la Westinghouse Electric Company. Sin embargo el fenómeno descrito en el papel se negaba a existir en la realidad.

Y Maiman dijo “hágase la luz coherente”

Lejos de los grandes nombres y los reflectores, un ingeniero de la Hughes Research, el brazo de investigación de Hughes Aircraft Company,  se acercó a sus jefes y les propuso construir un Láser. La idea de desarrollar un dispositivo así, parecía inútil en una empresa donde el negocio eran los aviones y la dirección no estaba interesada. La firma de un jugoso contrato con el Ejército Americano fue la carta que Theodore Harold Maiman utilizó para entrar a la carrera del siglo. Maiman acordó con sus jefes que él desarrollaría el Máser que deseaban los militares si a cambio la empresa le permitía intentar producir un láser. Gracias su trabajo anterior con máseres, el inquieto ingeniero cumplió sobradamente su parte y la Hughes Research otorgó a Maiman un presupuesto de 50 mil dólares y 9 meses para tratar de ganarle la partida a los grandes laboratorios científicos en la búsqueda de la nueva luz.

El proyecto empezó con el pie izquierdo; los demás competidores le llevaban meses de ventaja en el trabajo y los directivos de Hughes Research no creían que el joven ingeniero fuera capaz de lograrlo, esto provocaba que la amenaza de cerrar el programa apareciera continuamente. Para colmo de males los más destacados investigadores del campo habían publicado que el rubí, base del diseño de Maiman, no serviría como material activo pues su eficiencia era muy pobre, apenas el 1%.

Al igual que en un Máser, el corazón del Láser es un material que absorbe energía y la emite en forma de luz. Maiman había elegido el rubí pues era un material que conocía bien por su trabajo con los Máser. La estructura cristalina del rubí permite excitarlo con energía, para producir y amplifica ondas electromagnéticas  (de allí su uso para generar microondas en los equipos Máser). El rubí también absorbe luz y es capaz de emitirla como una florescencia rojiza.

Theodore no era una persona que aceptara fácilmente la visión de los demás, así que decidió seguir trabajando con el rubí.  Su idea era encontrar la causa del pobre desempeño en el cristal y con estos datos diseñar un material que tuviera las características necesarias. Para su so

rpresa cuando los experimentos demostraron que sus colegas estaban equivocados, pues el rubí era capaz alcanzar una eficiencia del 75%. Los expertos estaban errados y Maiman había encontrado  el camino correcto.

Para este momento, los grandes laboratorios enfocaban sus esfuerzos en construir aparatos que emitieran un rayo continuo: en este diseño una potente fuente de luz permanece encendida “excitando” el material activo para producir un continuo haz de luz coherente. Maiman había calculado que aun con el 75% de eficiencia del rubí y la más brillante fuente de luz existente, lograr un láser continuo de rubí tenia estrechas posibilidades de éxito, se necesitaba más poder de excitación. El momento eureka se produjo cuando Ted se topó con un artículo sobre lámparas flash para fotografía. El texto explicaba que al “flashear”,  estos focos  podían emitir un destello de luz  dos veces más potente que cualquiera de las fuentes de luz entonces disponibles. Con esta idea Maiman decidió que el artefacto que construiría para Hughes Research sería un Láser pulsado de rubí, es decir un equipo que al dispararse produce un solo “flash” de luz láser.

El láser de Maiman consistía en una pequeña barra de rubí artificial, montada en el centro de una lámpara flash de forma espiral, todo ello colocado dentro de un cilindro de aluminio. Contra todos los pronósticos, el 16 de mayo de 1960, Theodore Maiman  accionó el disparador y tras el destello del flash, un punto rojo apareció por un instante en la pared del laboratorio: el láser había comenzado a existir.