Los dominadores de la luz
8 12 2009
El Premio Nobel de Física 2009 ha sido concedido a Charles Kuen Kao (1933. China) por un lado y a Willard Sterling Boyle (1924. Canadá) y George Elwood Smith (1930. USA) por otro (de izquierda a derecha en la foto).
Kao está considerado como el padre de la fibra óptica ya que fue él quien resolvió los principales problemas planteados para que un rayo de luz, introducido en el interior de una fibra de vidrio, pudiera ser utilizado para la transmisión de datos a largas distancias.
En la segunda mitad de los años sesenta se sabía que, debido al fenómeno de la reflexión total, un rayo de luz podía quedar “atrapado” en el interior de un cable de vidrio, pero después de sólo veinte metros de recorrido sólo un 1% de la luz permanecía en el interior de la fibra. Las pérdidas eran enormes.
Kao estudió el fenómeno y llegó a la conclusión de que las imperfecciones del vidrio eran la causa principal. Era necesario obtener vidrio de una pureza y transperencia desconocida hasta entonces para lograr que la transmisión mediante rayos de luz fuera posible. Se utilizó sílice como materia prima (en lugar de cuarzo) y se rediseñaron los procedimientos químicos. El resultado fue la obtención de un nuevo vidrio: fuerte, ligero y flexible en el cual la luz se propaga con pocas pérdidas. Hoy en día innumerables datos fluyen a través de una red de fibra de vidrio cuya longitud se estima en más de mil millones de kilómetros, longitud suficiente para rodear nuestro planeta más de 25 000 veces, aunque esto es sólo el principio.
Willard Boyle y George Smith son los inventores del sensor digital de imágenes conocido con las siglas CCD (Charge Coupled Device) que ha permitido el desarrollo de la fotografía digital arrinconando las películas fotográficas como medio para almacener las imágenes.
El CCD es, a grandes rasgos, una simple placa de silicio que contiene millones de fotocélulas sensibles a la luz. Cuando sobre estas fotocélulas incide la luz se produce la emisión de electrones (efecto fotoeléctrico) que se acumulan en las propias fotocélulas. A mayor cantidad de luz, más electrones son liberados. A continuación los electrones contenidos en la matriz formada por las fotocélulas pueden ser extraídos y leídos ordenadamente para ser convertidos en una sucesión de ceros y unos que reconvertidos en píxeles recomponen nuevamente la imagen
La sensibilidad del CCD ha hecho posible la obtención de las espectaculares imágenes que el Hubble envía a la Tierra. También en el mundo de lo muy pequeño es útil: la obtención de las imágenes de los ribosomas (las “fábricas” de proteínas de los organismos vivos) obtenidas mediante dispersión de rayos X (que han sido galardonadas con el Premio Nobel de Química de este año) se han podido obtener mediante el empleo de sensores CCD.
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