Robot con láser de Hexagon Metrology

En 1961, el láser se utilizó por primera vez para una operación de cirugía y cinco años después sirvió para alinear un túnel que atraviesa la Bahía de San Francisco.

La historia, nuestras vidas, todo aquello que nos sucede al igual que los medios en los que nos desenvolvemos son producto de conjuntos constituidos por muchos elementos, que interaccionan entre sí y con nosotros de muy diversas maneras, racionales unas, irracionales (injustificadas) otras. Aun así, a menudo nos sentimos inclinados a señalar una única causa como responsable de lo que ha, o nos ha, ocurrido. Por supuesto, esto no es sorprendente: siempre es más fácil achacar a alguien o a algo el origen de lo acontecido que desentrañar interconexiones que, por su propia naturaleza, suelen ser complejas. La ciencia no es ajena a semejante tendencia simplificadora, que se manifiesta especialmente cuando se asigna un descubrimiento o un desarrollo a un único científico. Así, se suele hablar de la teoría de la evolución de las especies de Darwin, olvidando a Wallace, o de la teoría de la relatividad especial de Einstein, sin que la mayor parte de las personas tengan la menor idea de quiénes fueron, o que hicieron, Larmor, Lorentz o Poincaré. No estoy diciendo que no existan buenas razones para distinguir a aquellos científicos a los que damos prominencia, pero sí que se tiende a favorecer una visión demasiado simplista del proceso de creación científica. Hoy quiero tratar un caso que muestra con claridad lo que denominaré "naturaleza plural de la ciencia". Es el del descubrimiento del láser (acrónimo de ‘light amplification by stimulated emission of radiation'; esto es, ‘amplificación de luz por emisión estimulada de radiación'), un término que, estoy seguro, es conocido por todos los que leen estas líneas.



Si buscamos orígenes, podríamos optar por situarlo en 1916, cuando Albert Einstein publicó un artículo titulado Emisión y absorción de radiación en la teoría cuántica. En aquel trabajo, Einstein llamó la atención sobre el hecho de que en los átomos no sólo se producía la emisión o absorción espontánea de radiación (fotones), sino que también existía una "emisión estimulada". No es improbable, querido lector, que desconozca lo que esto significa y no pretendo darle un curso acelerado de física cuántica (sería una tarea imposible), me basta con apuntar que el hecho identificado por Einstein tenía como consecuencia la posibilidad de que, en condiciones adecuadas, se podría producir una radiación con una misma longitud de onda y una misma fase, coherente en este sentido, más "poderosa". Pero aunque en el proceso que desveló Einstein se hallaba, efectivamente, la base teórica para el funcionamiento del láser, nadie se dio cuenta de esto entonces… ni durante mucho tiempo. Hasta la década de 1950. Y aún entonces no se utilizó para crear un láser -recuerden, la ‘l' denota ‘luz', significando ‘luz ordinaria o visible', la accesible al ojo humano-, sino para desarrollar un pariente muy próximo: el máser (acrónimo de ‘microwave amplification by stimulated emission of radiation'; "amplificación de microondas mediante emisión estimulada de radiación"); esto es, un aparato que amplificaba radiación de microondas, radiación con longitud de onda (entre 1 metro y 10 milímetros) mucho mayor que la visible.



Los responsables de llevar a la práctica, en el rango de las microondas, las posibilidades implícitas en el trabajo de Einstein fueron, de manera independiente, los físicos soviéticos, Aleksandr Prokhorov y Nikolai Basov, que trabajaban en Moscú, y el estadounidense Charles Townes, de la Universidad de Columbia, Nueva York (los tres compartieron el Premio Nobel de Física de 1964). Merece la pena resumir cómo Townes llegó a la idea del máser, ya que ilustra otra faceta de la empresa científica: lo muy diversos que pueden ser los elementos que forman parte de los procesos de descubrimiento científico. Tras permanecer en los Laboratorios Bell entre 1939 y 1947, en donde se ocupó, entre otros temas, de la investigación relacionada con el radar (otro acrónimo: ‘detección y medición de distancias por radio'), Townes pasó al Radiation Laboratory de la Universidad de Columbia, creado durante la Segunda Guerra Mundial para el desarrollo de radares, esenciales para la guerra. En la primavera de 1950, organizó un grupo que asesoraba a la Marina sobre nuevas formas de generar microondas inferiores al centímetro, con la intención de producir radares más potentes y precisos. Tras un año de trabajo, se le ocurrió la idea de máser. Con la ayuda de dos colaboradores, un joven doctor, Herbert Zeiger, y un doctorando, James Gordon, construyó en 1953-54 un máser, utilizando un gas de moléculas de amoniaco, y comprobando que, efectivamente, se trataba de una radiación altamente concentrada, de una misma longitud de onda y fase. Con anterioridad, en 1952, Basov, y Prokhorov por un lado, y el norteamericano Joseph Weber habían descrito teóricamente ese tipo de máser.



El láser llegó algo más tarde. El primero que consiguió poner en funcionamiento un láser fue Theodore Maiman, de los Hughes Research Laboratories de Malibu (California), en mayo de 1960. Maiman envió a la revista Physical Review Letters un manuscrito con sus resultados, pero fue rechazado alegando que era "un artículo más sobre el máser". Entonces, recurrió a Nature, en cuyo número del 6 de agosto de 1960 apareció publicado. Poco después, Arthur Schawlow, cuñado de Townes, anunciaba -en Physical Review Letters- que, junto a cinco colaboradores, habían puesto en funcionamiento otro láser, considerablemente más potente que el de Maiman. Los máseres y, sobre todo, los láseres, son instrumentos bien conocidos fuera del ámbito puramente científico, especialmente algunas de sus aplicaciones. En 1961, Charles Campbell y Charles Koester realizaron la primera operación de cirugía utilizando un láser, con el que eliminaron un tumor en la retina de un paciente. En 1966, se emplearon láseres para alinear un túnel que atraviesa la bahía de San Francisco. En 1972, durante la guerra de Vietnam, el ejército de Estados Unidos recurrió a láseres para apuntar hacia objetivos. En 1974, se puso a la venta el primer producto (un paquete de chicles) en el que un escáner leía mediante un láser un código de barras (la idea del código de barras se debe a Bernard Silver y Norman Woodland, que la patentaron en 1948; hubo que esperar, sin embargo, a la llegada de los láseres y de las computadoras para que fuera eficaz). A finales de la década de 1970, las compañías Philips y Sony comenzaron a desarrollar pequeños discos de plástico de 12 centímetros de diámetro (discos compactos, o CDs) que albergaban, digitalizada, música. Las minúsculas muescas del disco que contenían esa música digitalizada se habían realizado con láseres. En 1982, se puso a la venta el primer CD musical: el álbum 52nd Street de Billy Joel. En 1994 se utilizaron láseres en Gran Bretaña para determinar si los conductores superaban el límite de velocidad permitido.



Podría seguir esta secuencia hasta la actualidad, recordando, por ejemplo, la introducción del láser en la industria textil para el corte y grabado, o su utilización como herramienta de control medioambiental, pero creo que no hace falta para lo que pretendía: comprender cuán pluridimensional es la naturaleza de la ciencia.