1. Levitación óptica
¿Levitar? Exacto. La luz está compuesta de fotones que ejercen una fuerza conocida como presión de radiación. Esta fuerza se debe a la interacción entre la radiación electromagnética y la materia. Esto puede ser absorción, reflexión o un poco de ambos. La levitación óptica sucede cuando se usa la fuerza de presión de la radiación para vencer la fuerza de la gravedad que causa la levitación de un objeto. Esto es lo que se usa para levitar objetos pequeños que son comparables con el tamaño del rayo láser. En el Imperial College de Londres ya se hacen algunas exhibiciones con esta técnica.
2. Pinzas ópticas
Usando la presión de radiación antes mencionada, los científicos pueden hacer pinzas ópticas y manipular objetos tan pequeños como un solo átomo. Los biólogos son los usuarios más comunes de pinzas ópticas y las usan para, por ejemplo, medir la fuerza del movimiento de los orgánulos celulares dentro de las células vivas, capturar y manipular las bacterias y la clasificación de las células.
3. Enfriamiento por láser
Normalmente, los láseres se usan para calentar cosas, pero también se pueden usar láseres para enfriar las cosas. El enfriamiento por láser funciona al reducir el impulso de átomos o moléculas. Dado que los fotones también tienen impulso, los átomos o moléculas que se mueven en la dirección opuesta a un rayo láser pueden ser eliminados con luz láser que reduce la velocidad del átomo / molécula. Puedes pensar en esto como dos bolas de billar pegándose entre sí y ralentizándose mutuamente debido a una transferencia de impulso. El átomo emite un fotón después de que este fotón incidente es absorbido. Con el tiempo, después de la absorción continua y la emisión espontánea de fotones, la sustancia en cuestión se enfría.
4. Fusion
Los láseres pueden ser muy poderosos. Con algunos de los láseres más potentes del mundo, las condiciones que se encuentran en el núcleo del Sol pueden recrearse en laboratorios. Los láseres pueden calentar los materiales a temperaturas extremadamente altas, pueden llegar a más de un millón de grados. A estas temperaturas, los átomos ya no pueden existir y los electrones se separan de sus respectivos núcleos, dejando atrás una sopa de iones y electrones. Esta forma de materia se conoce como plasma y es el llamado cuarto estado de la materia. Al enfocar un láser de alta potencia en un objetivo de “fusión” puede convertirse en plasma y causar una implosión. Esto fuerza al material de fusión a unirse y liberar una gran cantidad de energía. Aunque aún no hemos alcanzado la fase de fusión comercial, los científicos todavía están trabajando para crear una generación de energía “limpia”, algo que haría maravillas para nuestro futuro y la Tierra.
5. Reacciones biológicas de la imagen
Con un láser de rayos X, se pueden obtener imágenes de reacciones biológicas y hacer pequeñas películas científicas. Los rayos X tienen una longitud de onda muy corta, lo que significa que pueden obtener imágenes de elementos muy pequeños, incluidos los átomos individuales. El láser está pulsado, lo que significa que puede tomar imágenes instantáneas de estas reacciones muy rápidamente antes de que se destruya la muestra. Este método ayuda a los científicos a aprender más sobre las reacciones biológicas, como la fotosíntesis, que es vital para la vida en la Tierra.