Durante el siglo XVIII ocurrió la célebre Revolución Industrial que sentó las bases del mundo moderno. Sin embargo, casi dos siglos después, se dio otra vuelta de tuerca y ocurrió la llamada Segunda Revolución Industrial, que sin lugar a dudas dio a luz lo que conocemos como mundo contemporáneo —con sus virtudes y defectos. La Segunda Revolución industrial ocurre desde los umbrales del siglo XX: un siglo que en sí mismo ve llegar más avances científicos y técnicos que todos los milenios anteriores juntos.
Una de las principales características del siglo XX es precisamente haber potenciado la relación entre Ciencia y Técnica, con lo cual podemos ya hablar del arribo de la Tecnología. En las primeras décadas del siglo, la física clásica queda superada por la física cuántica, partiendo del establecimiento de la radiación electromagnética como fenómeno cuántico y no mecánico. De modo general, es la comprensión de las leyes de la radiación electromagnética, y las derivaciones prácticas y utilitarias de esta comprensión, lo que poco a poco da pie al surgimiento de la tecnología del láser.
Para comprender el fenómeno del láser, es imprescindible comprender primero qué es la radiación. El concepto de radiación se puede definir del siguiente modo: “Emisión de energía en forma de ondas electromagnéticas”. En términos de la tecnología láser, hay una distinción muy interesante que hacer en este sentido.
La emisión de energía en forma de radiación puede ser espontánea, o, lo que es más importante en términos de utilidad: la radiación puede ser inducida.
Esta inducción de energía electromagnética, nos lleva directamente al concepto de laser, implícito en su acrónimo: light amplification by stimulated emission of radiation, que traducido sería: “amplificación de un haz de luz mediante emisión inducida de radiación”. El láser es básicamente una luz muy coherente amplificada, y esta amplificación de la luz se logra precisamente al inducir o estimular a voluntad la radicación luminosa, usando para ello algún medio activo, ya sea sólido, líquido, gaseoso o plasmático.
El fenómeno de generación del láser se puede describir de la siguiente manera:
Cuando una partícula de luz (fotón) choca contra un átomo que tiene exceso de energía, lo fuerza a generar un fotón idéntico al que lo impactó. Este nuevo fotón impacta contra otro átomo, y genera otro nuevo fotón idéntico a los anteriores… y así sucesivamente. La corriente de fotones que se genera
constituye el rayo de luz láser. Decíamos que este proceso de generación de una corriente de fotones idénticos, se puede inducir: usando una fuente de energía, se saturan energéticamente los átomos de una sustancia específica, y a continuación dichos átomos se irradian con una corriente de fotones, provocando el proceso antes descrito.
Hay que aclarar que cuando se habla de fotones en un sentido moderno, se está hablando necesariamente de espectro electromagnético, ya sea visible (el espectro tradicional de colores) o invisible (rayos infrarrojos, ultravioletas, rayos X y rayos gamma). Por tanto, las leyes de funcionamiento del láser están basadas en la Mecánica Cuántica, y no pueden si no haber nacido ya en el siglo XX.
Albert Einstein y otros científicos —Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Paul Dirac, Louis De Broglie, y otros— cerraron el capítulo del predominio de la física clásica, y fundaron la física cuántica, con lo cual, entre otras muchas cosas, sentaron las bases de lo que décadas después se llamaría láser. Estos científicos, para dar origen a la teoría cuántica —en cuyas leyes se basa la tecnología láser— partieron, primero que todo, de las leyes de la radiación electromagnética descritas por el físico alemán Max Planck, justo en el inicio del siglo XX.
La emisión inducida de radicación —base del láser y del máser— fue descrita por primera vez por Einstein en 1917, aunque Einstein, por supuesto, no llamó láser a su contribución, pues ese término llegaría solamente cuatro décadas después, en los umbrales de los ’60 —exactamente en 1959—, cuando el físico norteamericano Gordon Gould acuñó el término y contendió por patentar el invento.
