¿Cómo se hizo el primer láser? La tecnología cambia la vida futura

Theodore Maiman hizo funcionar el primer láser el 16 de mayo de 1960 en el Laboratorio de Investigación Hughes en California, alumbrando una lámpara de flash de alta potencia en una varilla de rubí con superficies recubiertas de plata. Inmediatamente presentó un breve informe del trabajo a la revista Physical Review Letters, pero los editores lo rechazaron. Algunos pensaron que esto se debía a que la Revisión Física había anunciado que estaba recibiendo demasiados documentos sobre masers, los predecesores de mayor longitud de onda del láser, y había anunciado que se rechazaría cualquier otro documento. Pero Simon Pasternack, quien era editor de Physical Review Letters en ese momento, dijo que rechazó este artículo histórico porque Maiman acababa de publicar, en junio de 1960, un artículo sobre la excitación del rubí con luz, con un examen del tiempos de relajación entre estados cuánticos, y que el nuevo trabajo parecía ser simplemente más de lo mismo. La reacción de Pasternack quizás refleja la comprensión limitada en el momento de la naturaleza de los láseres y su significado. Deseoso de publicar rápidamente su trabajo, Maiman recurrió a Nature, generalmente aún más selectivo que Physical Review Letters, donde el artículo fue mejor recibido y publicado el 6 de agosto.

Con la publicación oficial del primer láser de Maiman en curso, el Laboratorio de Investigación Hughes hizo el primer anuncio público a los medios de comunicación el 7 de julio de 1960. Esto creó un gran revuelo, con discusiones en los periódicos de primera plana sobre posibles rayos de muerte, pero también algo de escepticismo entre científicos, que aún no podían ver el cuidadoso y lógicamente completo artículo de Nature. Otra fuente de dudas provino del hecho de que Maiman no informó haber visto un haz de luz brillante, que era la característica esperada de un láser. Yo mismo pregunté a varios miembros del grupo Hughes si habían visto un rayo brillante, lo que sorprendentemente no habían visto. El experimento de Maiman no se creó para permitir que un rayo simple saliera de él, pero analizó el espectro de luz emitida y encontró un marcado estrechamiento del rango de frecuencias que contenía. Esto era exactamente lo que había predicho el artículo teórico sobre los láseres ópticos (o láseres) de Art Schawlow y yo, y se había visto en los másers que producían la radiación de microondas de longitud de onda más larga. Esta evidencia, presentada en la figura 2 del artículo de Maiman’s Nature, fue una prueba definitiva de la acción del láser. Poco después, tanto en el laboratorio de Maiman en Hughes como en Schawlow’s en los Laboratorios Bell en Nueva Jersey, se vieron y admiraron puntos rojos brillantes de rayos láser de rubí que golpeaban la pared del laboratorio.

El láser de Maiman tenía varios aspectos no considerados en nuestro artículo teórico, ni discutidos por otros antes de la demostración de rubí. Primero, Maiman utilizó una fuente de luz pulsada, que duró solo unos pocos milisegundos, para excitar (o “bombear”) el rubí. Por lo tanto, el láser produjo solo un breve destello de luz en lugar de una onda continua, pero debido a que se liberó una energía sustancial durante un corto tiempo, proporcionó mucha más potencia de la que se había previsto en la mayoría de las discusiones anteriores. En poco tiempo, se introdujo una técnica conocida como “cambio Q” en el Laboratorio Hughes, acortando aún más el pulso de la luz láser y aumentando la potencia instantánea a millones de vatios y más. ¡Los láseres ahora tienen poderes tan altos como un millón de billones (1015) vatios! La alta intensidad de la luz láser pulsada permitió una amplia gama de nuevos tipos de experimentos y lanzó el campo ahora en expansión de la óptica no lineal. Las interacciones no lineales entre la luz y la materia permiten que la frecuencia de la luz se duplique o triplique, por lo que, por ejemplo, se puede usar un láser rojo intenso para producir luz verde.