Pulsos láser durante diminutas fracciones de segundo crean “caminos” en el aire que son potencialmente capaces de transportar megavatios de potencia de luz láser. El avance debe ayudar a los científicos a detectar la contaminación en la atmósfera. También podría permitir aplicaciones más exóticas, como la reorientación de los rayos y la construcción de armas láser.
Perdido en la publicidad que rodea a la Iniciativa de Defensa Estratégica del presidente Reagan y de otros sistemas de armas basados en láser, se hallaba el hecho de que es difícil dirigir grandes cantidades de energía a través de la atmósfera. El aire absorbe la energía del láser, se calienta y se expande. Estas reacciones de aire de baja densidad es similar a una lente de desenfoque, haciendo que el haz se separe y debilite.
Para recorrer metros o kilómetros a través de la atmósfera, los rayos láser tienen que ser lanzado en pulsos cortos e intensos. Pero a unos 50 quadrilliones de segundo de duración, tales impulsos no pueden suministrar suficiente energía constante para entrar en acción de forma remota con un avión o hacer un agujero a través de un misil balístico intercontinental.
Howard Milchberg, que lidera el grupo de interacción láser-materia intensa en la Universidad de Maryland en College Park, se preguntó si podía usar esos impulsos de baja energía rápida para despejar el camino para un láser de alta energía y mayor duración. lo que descubrió el equipo es que un solo pulso no haría el trabajo, pero múltiples pulsos adyacentes disparados simultáneamente tal vez sí.
En un experimento reciente, Milchberg y su equipo lanzaron cuatro pulsos láser rápidos en una configuración cuadrada. El cuarteto de pulsos cortó el aire y calentó moléculas a su paso. El resultado fue una región de alta densidad única rodeada por una cáscara de aire de baja densidad. En esencia: pulsos talladas en un hilo conductor de luz en el aire. O lo que es lo mismo, un núcleo de láser rodeado por una capa aislante.
Los investigadores siguieron los pulsos de aire de preparación con un haz relativamente de alta energía liberada en el transcurso de siete mil millonésimas de segundo. La energía del rayo apenas disminuyó en el transcurso de 70 centímetros, según publicó el equipo en Physical Review X .
“Es un experimento muy interesante”, dice Alexander Gaeta, físico de la Universidad de Cornell. Quien está más intrigado por el descubrimiento de que la trazada en el aire se mantuvo estable durante unos pocos milisegundos. Eso es análogo a descubrir que una pelota de béisbol lanzada por un lanzador de Grandes Ligas deja una huella en el aire durante casi 500 años. “Es bastante sorprendente”, dice Gaeta.
La brecha de milisegundo ofrece un montón de tiempo para un rayo láser de alta energía. ”En el mundo del láser un milisegundos es infinito.”, dice Milchberg. Él físico asegura que la técnica de su equipo podría llegar a permitir que el láser pudiera transportar megavatios de energía kilómetros a través de la atmósfera. Por el momento, planea poner a prueba su aparato a lo largo de decenas de metros.
La nueva técnica podría mejorar los esfuerzos para detectar remotamente aerosoles contaminantes y otras partículas en la atmósfera, dice Gaeta. Actualmente los científicos utilizan el láser de pulso rápido para causar que ciertas moléculas en el aire sean fluorescentes. Pronto los científicos pueden ser capaces de lograr un estudio más completo sondeando períodos más largos de tiempo.
La configuración también podría proteger a los centros de población de los relámpagos, dice Milchberg. Del mismo modo que la vía aérea proporciona una vía de menor resistencia para el láser, también haría que un rayo tomará un camino deseado desde nube a tierra durante una tormenta eléctrica.
Luego está la posibilidad de crear rayos de la muerte -o armas de energía dirigida, el término más formal para los láseres diseñados para quemar o destruir un objetivo. Milchberg no se avergüenza de decir que el nuevo estudio convierta esa tecnología en ealidad; Gaeta está de acuerdo. Y aunque que la Guerra Fría ha terminado, el interés en las armas láser es fuerte: la Marina de los EE.UU. informa que implementará un sistema de armas láser a uno de sus drone.
Milchberg recibe fondos de la Marina y la Fuerza Aérea, pero es su investigación básica no tiene una aplicación específica en mente.
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