Apenas medía 9 milímetros por 18. Pero ese diminuto cilindro de rubí rosa, montado dentro de una lámpara de flash en espiral, emitió el 16 de mayo de 1960 un destello que inauguró una nueva era: la del láser. Ese día, el físico estadounidense Theodore Maiman logró producir el primer haz de luz coherente del mundo, cambiando para siempre la historia de la tecnología, la ciencia y la medicina. Cada 16 de mayo, desde que la UNESCO lo declaró en 2017, se celebra el Día Internacional de la Luz, precisamente en conmemoración de ese logro. Y no es para menos: el láser se ha convertido en una herramienta clave para aplicaciones que van desde la cirugía ocular hasta las telecomunicaciones por fibra óptica.
Pero aquel primer destello no surgió de la nada. Fue el fruto de una carrera científica repleta de desafíos, cálculos teóricos, propuestas descartadas y mucha audacia. En el corazón de esa historia se encuentra un artículo publicado en Nature en agosto de 1960, en el que Maiman explicaba su diseño con rubí y su funcionamiento. Hoy, repasamos ese documento histórico y lo situamos en contexto junto a otro artículo teórico previo, firmado por Arthur Schawlow y Charles Townes en 1958, que había esbozado la idea de extender los principios del máser al espectro óptico.
¿Qué es un láser y por qué es tan especial?
El láser no es un simple foco de luz intensa. Es una fuente de luz coherente, lo que significa que todas sus ondas están en fase, tienen la misma frecuencia y se propagan en la misma dirección. Esto permite concentrar la energía de forma extraordinaria. Su nombre viene del acrónimo en inglés “light amplification by stimulated emission of radiation” (amplificación de luz por emisión estimulada de radiación), una propiedad predicha por Einstein en 1915 pero que tardó décadas en aplicarse de forma práctica.
La diferencia entre un láser y una bombilla está en la precisión. Mientras una bombilla emite luz en todas direcciones y con diferentes colores (frecuencias), un láser puede emitir un solo color, en una sola dirección y con una potencia que puede llegar a cortar acero o leer un DVD. Esta posibilidad técnica surge de combinar tres elementos clave: un medio activo (como el rubí), una fuente de bombeo de energía y una cavidad resonante con espejos, que refuerzan la emisión estimulada.
El artículo de 1958: una guía teórica pionera
Antes de que Maiman hiciera brillar su rubí, otros científicos habían imaginado el láser en el papel. En particular, el artículo “Infrared and Optical Masers”, publicado en 1958 en Physical Review por Schawlow y Townes, jugó un papel central. En ese texto, los autores proponían que los principios del máser —que produce microondas coherentes— podían aplicarse a frecuencias más altas, como el infrarrojo o incluso la luz visible.
Schawlow y Townes analizaron los problemas que surgirían al escalar esas frecuencias, como el tamaño necesario de las cavidades resonantes o las dificultades para mantener una sola modalidad de emisión. Propusieron soluciones como el uso de cavidades multimodo con métodos de selección angular para aislar una única dirección de emisión. También imaginaron un láser con vapor de potasio como medio activo. Su artículo concluía que la generación de radiación óptica coherente era físicamente posible y teóricamente viable, aunque con retos importantes de diseño.
En sus propias palabras: “extender la operación del máser hacia longitudes de onda muy cortas […] requiere una reorientación cuantitativa de las discusiones teóricas y una modificación considerable de las técnicas experimentales utilizadas”.
El logro de Maiman: audacia, rubí y precisión
Pese a las dudas del entorno científico, Theodore Maiman eligió un camino distinto. Apostó por un láser de estado sólido con un medio activo de rubí sintético dopado con cromo, en lugar de usar gases o vapores metálicos como sugerían otros. Su diseño fue sencillo, elegante y eficaz: un cilindro de rubí pulido entre dos espejos, uno totalmente reflectante y otro parcialmente, rodeado por una lámpara de xenón que proporcionaba el bombeo óptico necesario.
El 16 de mayo de 1960, en los laboratorios de Hughes en California, Maiman logró el primer disparo. Lo anunció públicamente semanas después y publicó los resultados en la revista Nature bajo el título: “Stimulated Optical Radiation in Ruby”. En el artículo, escribió: “”Las características de la radiación observada indican que la emisión estimulada dominó sobre los procesos espontáneos”.
El éxito no fue inmediato ni fácil. Su manuscrito fue rechazado por Physical Review Letters por falta de interés, y solo luego aceptado por Nature. Irónicamente, Schawlow y Townes habían descartado el rubí por considerarlo inviable, pero Maiman demostró lo contrario con una inversión modesta de 50.000 dólares y un equipo reducido.
El láser después del láser
Tras el anuncio de Maiman, la tecnología láser se desarrolló a gran velocidad. En 1962, se logró el primer láser semiconductor, que allanó el camino para las comunicaciones ópticas modernas. A lo largo de las décadas, surgieron decenas de tipos: láseres de gas (como el de helio-neón), de fibra óptica, de excímeros, de colorantes líquidos y muchos más, cada uno adaptado a aplicaciones específicas, desde la cirugía hasta la industria aeroespacial.
En la actualidad, el láser está presente en lectores de códigos de barras, tratamientos médicos, espectáculos visuales, escáneres 3D y sensores de velocidad. También en ámbitos tan cotidianos como el hogar, con los lectores de discos ópticos, y tan especializados como la física de partículas o la astronomía.
El propio Maiman continuó su carrera fundando empresas como Korad Corporation, y recibió múltiples reconocimientos, incluyendo el Premio Japón, el Wolf Prize y un lugar en el Salón Nacional de la Fama de los Inventores.
El Día Internacional de la Luz: ciencia, educación y futuro
La UNESCO eligió el 16 de mayo como fecha para el Día Internacional de la Luz, no solo para homenajear el hito técnico, sino también para promover el acceso al conocimiento, la ciencia y la educación a través del poder simbólico y práctico de la luz. Es un día para reflexionar sobre cómo un fenómeno físico —la emisión estimulada— puede conectarse con necesidades humanas tan diversas como la salud visual, la energía sostenible o el acceso a la información.
El legado del primer láser sigue vigente, no como una reliquia del pasado, sino como un ejemplo de cómo la investigación fundamental puede traducirse en avances tangibles para la sociedad.
Referencias
Cortesía de Muy Interesante
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