Desarrollan un láser de sonido que mejoraría computadoras, celulares y ecografías

Las comunicaciones por celulares que usan millones de personas simultáneamente aún tienen interferencias. Las computadoras cuánticas, que serían más veloces que las comunes, todavía están en pañales. Ni hablar de las ecografías que podrían llegar a analizar mejor las células que forman los tejidos y los órganos de los seres humanos para contar con diagnósticos más precisos de las enfermedades. Esos avances están pendientes y podrían beneficiarse con el desarrollo de un nuevo tipo de láser de sonido que fue realizado por investigadores de la Argentina y Alemania.

El desarrollo del láser de sonido es el resultado de una investigación en física experimental y fue reportado en la revista Nature Communications. Lo hicieron investigadores del Instituto Balseiro y del Centro Atómico Bariloche en colaboración con el Instituto Paul Drude de Alemania. Contaron con financiamiento parcial de la Agencia Nacional de Promoción de la Investigación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación, el Conicet, y con fondos a través de un acuerdo entre el Ministerio de Ciencia de Argentina y la Fundación de Investigación de Alemania

El láser de sonido tiene su antecedente en el láser de luz que hoy tiene muchas aplicaciones. Se usan láseres para las telecomunicaciones, los punteros para señalar y hasta para la depilación definitiva. En realidad, “láser” es la sigla que significa “Luz amplificada por emisión de radiación estimulada” y se empezó a usar en 1960.

“El láser de luz emite diferente a una lámpara común: sus átomos se sincronizan y emiten al mismo color y en una sola dirección”, contó Alex Fainstein, uno de los coautores del trabajo al ser entrevistado por RÍO NEGRO. “Desde hace décadas, se busca el desarrollo del “saser”, que sería el equivalente del láser, pero de sonido. El láser de sonido es unidireccional, sincronizado y un solo tono. Es diferente al parlante habitual, que emite en diferentes direcciones y tonos”, agregó.

En 2006, un grupo de investigación en Europa había presentado un láser de sonido, pero no avanzó. Mientras tanto, el equipo de Fainstein fue estudiando diferentes avances en áreas relacionadas y lograron desarrollar un nuevo tipo de láser de sonido. “El sáser está hecho por semiconductores que incluyen galio, aluminio y arsénico. Se opera a bajas temperaturas 270 grados bajo cero. Es un trabajo de física experimental motivada por la curiosidad”, aclaró.

Los experimentos de emisión estimulada de sonido se hicieron en su totalidad en el Laboratorio de Fotónica y Optoelectrónica del Centro Atómico Bariloche, que depende de la Comisión Nacional de Energía Atómica. Desde Alemania, se aportó la experiencia en la física de los polaritones, que son una forma peculiar de acoplar la luz en cavidades, con átomos.

“El sonido que generamos de manera coherente se trata de vibraciones mecánicas (como las que perciben nuestros oídos), pero que ocurren a frecuencias mucho más altas que las que nuestros oídos son capaces de detectar”, explicó el doctor Fainstein. “La audición humana alcanza hasta frecuencias de unos 20.000 ciclos por segundo. Nuestras vibraciones son de 20 mil millones de ciclos por segundo. Cuanto más alta es la frecuencia, más rápido se puede procesar información. Por lo cual, el resultado de nuestra investigación podría ser de interés para el desarrollo de las futuras computadoras cuánticas y las tecnologías de comunicaciones”.

Otra potencial aplicación sería el campo de la salud. Las ecografías tienen una resolución que es del orden de la longitud de onda del sonido utilizado. “Así como una ecografía médica puede ver tamaños del orden del milímetro, el sonido que producimos de forma coherente permitiría “ver” cuerpos de tamaño de cientos de nanómetros. Es decir, se podrían eventualmente hacer “ecografías” para ver las organelas internas que forman a las células in-vivo y en tiempo real”.

El viernes 13 de noviembre a las 15 horas el doctor Fainstein dará una charla para la comunidad a través del canal de YouTube del Instituto Balseiro. Contar con el desarrollo del láser de sonido les llevó 17 años de trabajo. En el medio, los científicos también se dedicaron a otros proyectos. “En física -resaltó Fainstein- nunca trabajamos de manera lineal. Porque así no se llega a buenos resultados. Hacer ciencia es un camino caótico. Vivimos y seguimos adelante gracias a la pasión”.