Inspeccionando el cerebro

Los rayos X se complementan con la imagen del escáner de resonancia magnética nuclear (NMR, por sus siglas en inglés), desarrollado a fines de la década de 1970. Funciona porque los átomos, dentro de un fuerte campo magnético, giran en un rango cercano a la frecuencia de la onda de radio. Al sintonizar la onda, los átomos pueden girar al mismo tiempo y absorber energía.

Al apagar la onda, la energía regresa y permite medir la concentración de átomos. Al variar el campo magnético y la onda de radio, y capturar todas las medidas en computadora, incluso tejidos tan delicados como el cerebro pueden revelarse en detalle. Los colores se generan en la computadora.

Con frecuencia se requiere muy poca cirugía dentro del cuerpo, pero llegar al sitio del problema puede causar mucho daño, provocar dolor y hacer lenta la recuperación. Las cámaras de televisión y el láser ayudan ahora a los cirujanos a operar a través de pequeñas incisiones que curan rápidamente.

No todas las tecnologías responden a una necesidad

A menudo, los científicos o los ingenieros crean cosas sin uso aparente, pero las desarrollan sólo para ver qué sucede. El láser surgió de ideas avanzadas en 1917 y se convirtió en un aparato funcional en 1960, en parte para demostrar que las teorías sobre los átomos eran correctas.

Antes de 10 años, este “juguete científico” ya había encontrado docenas de usos prácticos. Algunos de ellos, como los hologramas, necesitaban la luz láser para funcionar. Otros, como la cirugía con láser, fueron aplicaciones totalmente nuevas.

En el siglo XIX, el descubrimiento de la luz infrarroja realizado por el científico inglés William Herschel tuvo una historia similar. La luz infrarroja es ahora una herramienta cotidiana: permite detectar pérdida de calor y también participa en tecnologías como la lectura de música en un CD de audio mediante otro tipo de láser.

Isaac Newton

Isaac Newton estudió la luz y dedujo que estaba formada por partículas lanzadas al espacio. Esta idea cayó en desuso durante mucho tiempo, pero a principios del siglo XX las partículas de luz, llamadas fotones, se convirtieron en la base del pensamiento que llevó a la creación del láser.

Revisando el sonido del altavoz

La luz pura ayuda a producir sonido puro cuando un láser revisa el desempeño de un nuevo diseño de altavoz. Si la bocina produce sus propias vibraciones en lugar de seguir solamente las vibraciones de la música, entonces no reproducirá el sonido de forma realista.

Un láser puede inspeccionar la superficie de un altavoz en funcionamiento para detectar ondas no deseadas. Para hacerlo, el brillo del láser varía rápidamente mientras se mueve de un lado a otro y de arriba abajo, iluminando la superficie en movimiento de la bocina.

A partir de la forma en que varía el brillo de la luz reflejada, los técnicos en electrónica pueden saber cuán rápido y en qué dirección se mueve cada punto de la superficie. Los esquemas computarizados de esas medidas ayudan a los ingenieros acústicos a encontrar la causa de cualquier problema, como una mala elección de materiales para la bocina.

Casa infrarroja

Todo produce una forma de radiación similar a la luz. La radiación de las cosas frías tiene una longitud de onda más grande que la de la luz visible, por eso no puede verse. A medida que la temperatura sube, la longitud de onda se acorta hasta que finalmente aparece un brillo rojo y el objeto se calienta.

Antes de llegar a ese punto, se produce luz infrarroja. La palabra “infra” significa “debajo” en latín. Por eso, usar una cámara capaz de “ver” luz infrarroja es una buena forma de observar la temperatura de objetos que están casi fríos.

El azul de las paredes en una imagen infrarroja de una casa muestra que están frías. En cambio, el color rojo de las ventanas indica que están tan calientes como el aire del interior, una señal clara de que se está perdiendo energía.

Qué es la luz infrarroja

Un prisma de cristal produce un espectro que separa las ondas de la luz blanca. El espectro se vuelve oscuro hacia cualquiera de sus lados. William Herschel observó que la temperatura subía más allá de la zona visible del espectro, lo que demostraba que allí caía energía invisible. A esos rayos invisibles los llamó luz infrarroja.

Cirugía de oído con láser

Las partes funcionales del oído están muy metidas en el cráneo y protegidas por hueso sólido. Cuando algo sale mal, los cirujanos deben decidir si operan y corren el riesgo de causar algún daño, o si dejan al paciente intacto, aunque con una discapacidad.

La tecnología no puede resolver todos los problemas, pero el láser de argón ofrece una alternativa al bisturí. Una luz azul de alto poder es lanzada profundamente dentro del oído. Allí, los cirujanos observan sus efectos mediante un microscopio y pueden eliminar tumores o volver a dar forma a pequeños huesos.

Láser de rubí

El primer láser fue construido por el físico Theodore Maiman en 1960. Su luz salía de una varilla de rubí. Este otro tipo de láser usa un tubo que contiene helio y neón, y resulta mucho más barato.

Cuando la electricidad pasa por un gas como el neón, sus átomos absorben energía y se excitan. Si un fotón con energía suficiente golpea un átomo excitado, ese átomo emitirá un fotón igual.

Atrapados por espejos, los fotones golpean otros átomos y los hacen crear más fotones. Este proceso continúa hasta que muchos fotones idénticos, es decir, luz láser, salen del espejo plateado ubicado en un extremo del tubo.