Quantum Tunnel en Español – El LASER a los 50

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El LASER a los 50
Cuando alguien menciona el año 1960, ¿qué cosa se nos viene a la mente? ¿Los Beatles, tal vez? ¿O puede ser la minifalda y los hippies? ¿O los primeros debates presidenciales televisados en Estados Unidos? ¿Quizá sean las lava-lamps? Pero, ¿pensaría uno en el láser? Bueno, sin duda debería ser el caso. Hace cincuenta años, el 16 de mayo de 1960, el primer láser fue demostrado en Hughes Research Laboratories por Theodore Maiman.

Láser significa luz amplificada por emisión estimulada de radiación debido sus siglas en inglés. Estrictamente hablando, los dispositivos láser no amplifican la luz y sería mejor describirlos como osciladores, sin embargo la abreviación que nos queda en inglés sería LOSER que se traduce como perdedor y eso no suena muy bien.

Podemos pensar que los átomos existen en diferentes niveles de energía dependiendo de la configuración en la que sus electrones se disponen. Una manera de visualizar los  de energía es como escalones en una escalera y éstos no tienen la misma distancia entre ellos. Ahora bien, la luz puede ser percibida como un conjunto de partículas llamadas fotones. Cada fotón es un paquete de energía electromagnética.  Un electrón puede ganar un poco de energía cuando absorbe un fotón y, como consecuencia, se mueve a un estado excitado con mayor energía. Cuando un electrón salta de un nivel a otro más bajo, pierde energía y emite un fotón el cual tiene una energía igual a la diferencia entre los dos niveles. Es posible entonces que un electrón haga una transición espontánea de un nivel superior a un estado de menor energía y esto es lo que se conoce como emisión espontánea.

Consideremos ahora el caso en el que obligamos a un número de electrones a estar en un estado excitado al bombardear al átomo con fotones, este proceso se conoce como bombeo. Como resultado del bombeo terminamos con más electrones en los estados superiores de energía que cuando empezamos, y esto es lo que llamamos inversión de población.

Ahora que hemos logrado una inversión de población, un interesante proceso puede llevarse a cabo. Si bombardeamos al átomo con un fotón con la energía correcta, el electrón puede ser estimulado para saltar a un nivel de energía inferior emitiendo un fotón idéntico al que se utilizó al principio. Esto es lo que se conoce como emisión estimulada y una característica muy importante es que ahora tenemos dos fotones idénticos al final del proceso. Si esto se repite con un grupo de átomos entonces tenemos un gran número de fotones idénticos. La emisión de luz es monocromática, es decir con longitud de onda única, ya que todos los átomos emiten fotones de la energía misma, y es coherente puesto que los fotones son emitidos al unísono. Eso es lo que llamamos un láser.

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Inspección láser encuentra la antigua ciudad maya de Caracol
Investigadores de la Universidad de Central Florida usando tecnología láser de la NASA han descubierto nuevas estructuras antiguas en la ciudad maya de Caracol, Belice.
Usando una técnica llamada Detección y Alcance con Luz o LiDAR por sus siglas en inglés ha hecho el proceso mucho más fácil y rápido. Haces láser emitidos desde un avión fueron capaces de penetrar la espesa cubierta que cubre el sitio para llegar a sensores en el suelo.

Láser para luchar contra bichos come-carne
La Universidad de Strathclyde en Escocia ha sido galardonada con £ 65,000 (aproximadamente 95,000 dólares) por la fundación Bill Gates para combatir una infección que carcome la carne y que es potencialmente mortal.
El equipo de Strathclyde tiene como objetivo desarrollar un sistema láser para vacunar contra la infección usando un sistema láser para crear imágenes de los parásitos, y luego usar un segundo láser para eliminar los parásitos en las células.

Tecnología láser para quitar pintura
Investigadores de Concurrent Technologies Corp. han demostrando que un sistema de láseres robotizados para quitar pintura y otros revestimientos puede hacer el mismo trabajo en menos tiempo sin crear residuos peligrosos.

Extreme Light Infraestructure
Extreme Light Infrastructure, o ELI, es un proyecto europeo que ofrecerá en 2015 una nueva infraestructura para láseres de muy alta intensidad para investigar las interacciones entre luz y materia en el régimen ultra-relativista.
13 países europeos, y más de 50 institutos participan y cooperan en este proyecto. ELI será una instalación de láseres única en el mundo, abriendo oportunidades para estudiar la materia en escalas de tiempo extremadamente corto.