La història del làser

Tot i que encara soni a arma de ciència ficció, el làser és un fill de la física quàntica tan sofisticat com d'ús quotidià: als lectors de la caixa del supermercat, en els reproductors de CD o DVD i també en les operacions per corregir la miopia. El seu fonament teòric el va apuntar Einstein, però el camí de la teoria a la pràctica no va ser una línia recta: van haver de passar dècades fins que un cúmul d'encerts i despropòsits, de col·laboracions i rivalitats, de ciència pura i interessos militars, van fer realitat el làser.

El màser (o làser de microones) primer dispositiu d'aquest tipus, va ser patentat el 24 de març de 1959 per Charles Townes i Arthur Schawlow. Tot i que la seva empresa no li veia una aplicació clara a aquell invent. La idea per amplificar ones de la mateixa freqüència (longitud d'ona) la va plasmar Albert Einstein en dos articles del 1916. No obstant això, la seva realització pràctica, amb tots els nous elements teòrics i experimentals que això va comportar no va arribar fins a la dècada del 1950. Els responsables d'aquest èxit van ser, de manera independent, els físics soviètics Aleksandr Prokhorov i Nikolai Basov, i el nord-americà Charles Townes. I, al marge de qui va ser primer i de la lluita entre les dues superpotències de la Guerra Freda, aquesta vegada els tres van compartir el reconeixement, en rebre el Premi Nobel de Física de 1964.

Al maig del 1952, durant una conferència sobre ràdio-espectroscòpia a l'Acadèmia de Ciències de la URSS, Basov i Prokhorov van descriure el principi del màser, tot i que no van publicar res fins a dos anys després (Basov i Prokhorov 1954). I no només van descriure el seu principi, sinó que també Basov en va construir un com a part de la seva tesi doctoral, uns pocs mesos després que Townes fes el mateix.
Val la pena resumir com Townes va arribar per la seva banda a la mateixa idea del màser, ja que il·lustra sobre com de diversos poden ser els elements que formen part dels processos de descobriment científic. Després de romandre en els laboratoris Bell entre el 1939 i el 1947, on es va ocupar, entre altres temes, de la recerca relacionada amb el radar, Townes va passar al Radiation Laboratory de la Universitat de Columbia, creat durant la Segona Guerra Mundial per desenvolupar radars, essencials per al desenvolupament de la guerra.

Igual que altres institucions, aquest laboratori va continuar rebent diners dels militars després de la contesa, dedicant el 80% del seu pressupost al desenvolupament de tubs que generessin microones. A la primavera de 1950, Townes va organitzar, a Columbia i per a l'Oficina d'Investigació de la Marina, un comitè assessor per a considerar noves formes de generar microones de menys d'un centímetre. Després d'un any de considerar la qüestió, se li va ocórrer un nou enfocament abans d'assistir a una de les sessions del seu comitè: era la idea de màser. Quan va aconseguir, al 1954 i en col·laboració amb un jove doctor, Herbert J. Zeiger, i un doctorand, James P. Gordon, fer realitat operacional aquesta idea utilitzant un gas de molècules d'amoníac, va resultar que les oscil·lacions produïdes pel màser es caracteritzaven no només per la seva alta freqüència i potència, sinó també per la seva uniformitat. El màser, en efecte, produeix una emissió coherent de microones; és a dir, radiació altament concentrada, d'una única longitud d'ona.

Fins i tot abans que els màsers comencessin a proliferar, alguns físics van començar a intentar estendre la seva idea a altres longituds d'ona. Entre ells hi havia el propi Townes (també Basov i Prokhorov) qui, a partir de la tardor de 1957 va iniciar treballs per anar des de les microones a la llum visible, col·laborant amb el seu cunyat, Arthur Schawlow, un físic dels laboratoris Bell. Fruit dels seus esforços va ser un article bàsic en el qual mostraven com es podria construir un làser, al qual encara denominaven màser òptic. No està de més esmentar que els advocats dels laboratoris Bell, per als quals treballava Schawlow i amb els quals Townes tenia un contracte d'assessor, van pensar que la idea del làser no tenia interès suficient com per ser patentada; únicament ho van fer davant la insistència de Townes.
La cursa per construir un làser es va intensificar a partir de llavors. Encara que la història posterior no sempre ha estat prou clara en aquest punt, el primer que va tenir èxit va ser Theodore Maiman, que va aconseguir posar en funcionament un làser de robí el 16 de maig de 1960 a les Hughes Research Laboratories.
Maiman va enviar a la llavors recentment establerta Physical Review Letters un manuscrit amb els seus resultats, però va ser rebutjat com només un altre article sobre el màser. Així que ho va intentar a Nature, en el número del 6 d'agost de 1960 va aconseguir publicar el resultat del seu treball. Poc després, Schawlow anunciava a Physical Review Letters (el seu article sí que va ser acceptat) que havia posat en funcionament un altre làser, també de robí i considerablement més gran i potent que el de Maiman.

Font: OpenMind