GIF: Cameron Geddes

Si alguna vez has visto una pel√≠cula de ciencia ficci√≥n, puedes pensar que sabes c√≥mo suenan los l√°seres: alguna variaci√≥n de un ruido que podr√≠as escribir como ‚Äúpew‚ÄĚ. Pero, ¬Ņhas usado un puntero l√°ser, verdad? ¬ŅFue algo as√≠ como ‚Äúpew‚ÄĚ?

Los l√°seres potentes producen sonidos, pero no hacen ‚Äúpew‚ÄĚ y no provienen de la luz en s√≠. En cambio, el ruido proviene del equipo que genera la luz l√°ser o la interacci√≥n entre un rayo l√°ser y un objeto.

Primero, hablemos de lo que realmente es un l√°ser. La materia est√° formada por muchos √°tomos, alrededor de los cuales hay electrones. Los electrones solo pueden existir en ciertos lugares alrededor de esos √°tomos, llamados niveles de energ√≠a. Si excitas un electr√≥n con energ√≠a, saltar√° a un nivel de energ√≠a m√°s alto. Alg√ļn tiempo despu√©s, podr√≠a saltar espont√°neamente a un nivel de energ√≠a m√°s bajo, haciendo que el √°tomo emita una part√≠cula de luz, llamada fot√≥n. Pero en lugar de esperar, tambi√©n puede estimular la emisi√≥n al golpear el l√°ser con fotones mejor ajustados. El resultado es un haz ajustado de fotones con campos electromagn√©ticos sincronizados. Los l√°seres son dispositivos que producen luz basados ‚Äč‚Äčen este principio.

Los l√°seres modernos consisten t√≠picamente en alguna fuente el√©ctrica que proporciona energ√≠a a un cristal colocado entre un espejo y otro espejo que permite que pase algo de luz. La luz rebota entre los espejos y a trav√©s del cristal, estimulando la emisi√≥n de los fotones del cristal, que salen a trav√©s del espejo parcial. Otras √≥pticas, fuentes de energ√≠a y m√°s cristales sintonizan a√ļn m√°s la forma, la duraci√≥n y la potencia del pulso del l√°ser.

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Pero el sonido es producido por vibraciones a trav√©s del aire, no por la luz. Un haz de luz l√°ser en s√≠ mismo no hace ning√ļn ruido.

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Sin embargo, producir rayos láser puede ser una operación ruidosa. La fuente de alimentación de alto voltaje para los pulsos del láser puede hacer ruidos de clic, como se muestra en este video de científicos que producen pulsos utilizando el potente láser BELLA en Berkeley, California. El láser europeo XFEL, la fuente de rayos X más brillante del mundo, es extremadamente ruidoso, pero los visitantes en realidad escuchan el zumbido de la maquinaria y el flujo de agua a través de la configuración, que enfría el equipo.

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Adem√°s, el XFEL europeo es impulsado por un acelerador de part√≠culas, que se enfr√≠a a√ļn m√°s con helio l√≠quido. Eso requiere compresores para alcanzar temperaturas fr√≠as, generando un sonido fuerte de la m√°quina.

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El haz que interact√ļa con varios medios tambi√©n puede crear ruidos. En la primera mitad del video anterior del equipo de l√°ser de BELLA, puedes escuchar un sonido de clic est√°tico. En este caso, un l√°ser se desplaza de izquierda a derecha a trav√©s de la pantalla y se enfoca en un haz de 20 micr√≥metros de ancho, generando un campo el√©ctrico lo suficientemente fuerte como para que los electrones salgan de los √°tomos en el espacio intermedio. Esto genera un plasma que se expande con una velocidad m√°s r√°pida que la velocidad del sonido en el aire, creando una onda de choque y el sonido que lo acompa√Īa. Tambi√©n cambia las propiedades √≥pticas del aire, creando el anillo de color y los destellos proyectados en la pared opuesta.

Un pulso l√°ser de alta energ√≠a tambi√©n puede producir un ruido fuerte. En el Grupo de √ďptica y L√°ser Biom√©dico de la Universidad de Basilea en Suiza, la investigadora Ferda Canbaz brilla un poderoso l√°ser contra el hueso, generando energ√≠a vibratoria y ruido a medida que se aleja el material. Y en el video del l√°ser BELLA de Wim Leemans, escuchas un fuerte estallido: esta es una onda de choque producida por la explosi√≥n de energ√≠a en una polaroid negra no expuesta.

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Entonces, no, los l√°seres de hoy en general no hacen sonidos de ‚Äúpew‚ÄĚ. Pero quiz√°s la onda de choque ensordecedora es una forma m√°s realista de representar el incre√≠ble poder de los l√°seres actuales.