Els làsers que han canviat les nostres vides

El 2015 és l’Any Internacional de la Llum, amb els làsers com a màxim exponent de com els fotons canviaran el nostre futur fent possible la criptografia quàntica o una nova medicina

DARRERE DE CADA ‘WHATSAPP’, de la nostra connexió a internet, del lector del codi de barres del supermercat, del DVD, de les operacions de miopia, dels satèl·lits i de multitud de gestos quotidians hi ha la llum làser. Es tracta d’una tecnologia molt més discreta que l’espectacular raig que emet l’espasa de La guerra de les galàxies, però amb un impacte molt gran en la nostra vida quotidiana. Sense la tecnologia dels fotons, bona part de la tecnologia que fem servir avui no existiria. Per això aquest any se celebra justament l’Any Internacional de la Llum, amb diferents activitats que seran un reconeixement de la domesticació dels fotons i dels làsers amb multitud d’aplicacions. Les que coneixem i les futures.

La idea de crear aparells que domestiquessin les partícules de llum, els fotons, que en la llum del Sol o d’una bombeta estan desordenades, va ser possible a partir dels descobriments dels físics Charles Townes, Nikolai Basov i Alexander Prókhorov, que van compartir el premi Nobel de física del 1964. La llum blanca que percebem es barreja en diferents longituds d’ona. El que fa el làser és emetre de manera concentrada en un raig una longitud d’ona molt determinada. D’aquesta manera concentra la seva força, l’amplifica i la domina per aplicar-la a usos concrets i diversos, des de guarir una còrnia fins a depilar o enviar dades des d’un satèl·lit.

Com a eina, té unes possibilitats gairebé infinites. Entre altres coses, ha demostrat que serveix per tallar, enganxar, soldar, foradar, fondre, polir, marcar, etiquetar, imprimir, esborrar, detectar... La col·lecció de verbs que poden fer família amb la paraula làser, però, va en augment. “Es pot fer pràcticament tot, és a tot arreu, encara que no ho veiem”, afirma Sílvia Carrasco, directora de la Unitat de Coneixement i Transferència de Tecnologia de l’Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), un centre de Castelldefels punter al món sencer.

PER DIAGNOSTICAR

La biomedicina és un dels camps més prometedors per a la fotònica. Tot i que les aplicacions del làser a la cirurgia no són noves, s’estan perfeccionant. En el camp del diagnòstic també hi ha tot un camí per recórrer, ja que es pot millorar encara més la interacció del làser amb els teixits. Des de l’ICFO han creat un dispositiu que utilitza el làser per mesurar el flux sanguini cerebral en persones que han patit una isquèmia cerebral de forma no invasiva. S’ha començat a provar en 20 pacients de l’Hospital de Sant Pau. Aquesta monitorització permet “prendre decisions ràpides en situacions crítiques”, explica Carrasco. Les primeres 12 hores després d’un infart cerebral són fonamentals per minimitzar-ne les seqüeles. “Podem mesurar el flux sanguini, predir els efectes del tractament i adequar-lo”, diu Carrasco. Això és possible gràcies a un tipus de casc dotat amb fibres que emeten el làser, que, en passar pel cervell del malalt, recull dades per saber què és el que està passant. El mateix principi es pot aplicar per tractar lesions al cervell, un aspecte que l’ICFO està treballant amb l’Hospital de la Vall d’Hebron. També estan desenvolupant làsers per tractar el càncer de tiroides, amb metges del Clínic, i altres tipus de tumors, amb l’Institut de Recerca Biomèdica de Bellvitge (Idibell), a l’Hospitalet de Llobregat.

PER ATRAPAR

Els científics han aconseguit desxifrar els mecanismes més íntims de la cèl·lula, els que hi ha darrere de moltes malalties. Però com s’agafa un cromosoma per reparar-lo? I una proteïna? Amb escales d’una milmilionèsima fracció d’un metre, la llum té la capacitat d’exercir forces molt delicades. S’estan creant pinces òptiques per atrapar objectes tan minúsculs com les parts d’una cèl·lula, i reparar-los.

PER ENCRIPTAR

S’està fent recerca per aprofitar les propietats quàntiques de la llum làser per establir canals de comunicació ultrasegurs. És el que es coneix com a criptografia quàntica, que permet enviar missatges secrets. D’aquesta manera, se substituirien els bits clàssics -basats en el sistema binari de 0 i 1- per bits quàntics, que, basant-se en la paradoxa de Schrodinger, poden ser 1 i 0 al mateix temps, i tot el que hi pot haver entremig. Un altre dels camps més prometedors és la computació quàntica, que obriria camí a ordinadors amb molta més capacitat que els actuals.

PER AL MEDI AMBIENT

El làser també permet detectar substàncies molt petites. Aquesta propietat ha permès a l’ICFO desenvolupar uns microscopis sense lents, de baix cost, que permeten detectar a l’aigua legionel·la i altres microorganismes, però, a més, de manera immediata i in situ, al lloc on interessa.

SUPERAR LÍMITS

Amb els làsers també es poden obtenir materials increïbles. Un equip de científics ha dissenyat metalls que repel·leixen els fluids utilitzant pols de làser. Així es podria evitar la congelació de superfícies, com ara les ales dels avions, i mantenir-les netes si es tracta de llocs complicats de netejar o que requereixen una pulcritud extrema.Els làsers també podran superar límits pel que fa a temperatures, ja que no només serveixen per escalfar sinó també per refredar fins a arribar a les temperatures més baixes de l’Univers. La NASA també investiga com batre rècords de comunicació entre la Lluna i la Terra utilitzant el làser.

Més continguts de