La luz láser

El Sol llenaba ya el ámbito del patio. En su escondite del ciprés, el ruiseñor había enmudecido. Sólo cantaba el surtidor en el espacio claro de la mañana. Mientras contempla amanecer, el indolente escritor recuerda que la Tierra recibe del Sol la misma intensidad de luz que emite un láser. Un láser que viene a ser una superlinterna que irradia luz diferente de la habitual. Me explicaré. Tanto la luz como la materia están hechas por minúsculas partículas, fotones una, átomos la otra. Los átomos contienen electrones que se disponen en órbitas (orbitales sería la palabra técnica) alrededor de un núcleo central. En su estado habitual –fundamental-, los electrones residen en las órbitas bajas; pero hay veces que absorben energía del exterior y ascienden a órbitas más elevadas (un físico diría que pasan a un estado excitado). Un electrón que se encuentra en una órbita alta descenderá espontáneamente a una baja emitiendo un fotón, pero no uno cualquiera, sino aquél que contiene la energía que le sobra. ¿Qué sucedería entonces si se bombardease un electrón excitado con un fotón que contuviese la energía justa? ¿Subiría a una órbita más elevada? Einstein dedujo unas ecuaciones que le revelaron que descendería de órbita, y que, en el descenso, emitiría dos fotones sincronizados (coherentes, según los expertos) y con la misma energía (vulgarmente diríamos del mismo color, monocromáticos).

            Abandonemos la teoría y construyamos un láser sencillo con una mezcla de gases helio y neón. La primera tarea consiste en proporcionar energía externa (que puede ser electricidad o luz normal) para que los átomos pasen del estado fundamental al excitado (invertir la población, dirían los técnicos). A continuación, espontáneamente, un átomo excitado cualquiera deja de estarlo emitiendo un fotón, el fotón estimulará a otro átomo para que haga lo mismo y emita dos fotones, que estimularán dos átomos que emitirán cuatro, ocho, dieciséis, y así sucesivamente se producirá una reacción en cascada que, en fracciones de segundo, habrá conseguido que todos los átomos excitados emitan fotones. Para conseguir que la luz tenga los rayos paralelos (el colimado, señalarían los expertos), encerramos el helio y neón en un cilindro, colocamos un espejo en cada una de las dos caras circulares y, en el centro de uno de ellos, hacemos un minúsculo agujero; conseguimos así que sólo los rayos paralelos al eje del cilindro salgan por la abertura. Ya hemos logrado luz monocromática, coherente y colimada: hemos obtenido el temido rayo de la muerte, el afable bisturí láser.