Película de "balas" láser, como en Star Wars, pero esto es ciencia

Inspiración del cine

Es un elemento clásico de las películas de ciencia ficción presentar armas de rayos láser, donde simulan dispar ráfagas de luz. Más allá del entretenimiento ¿Esta imagen icónica de la ciencia ficción se puede reproducir en laboratorio? ¿Y para que podría ser útil?

Bueno, si se trata solo observar el haz láser, basta con tener suficiente polvo o humo en el cuarto para ver la traza del haz lumínico. Pero ver un pulso luminoso viajando es extremadamente difícil. Puedes pasar varias veces tu mano cortando y liberando el camino del láser y no lograras el efecto, puedes construir un láser pulsado y tampoco podrás ver las definidas y largas trazas de estos "balazos" láser. Lo que necesitas es una combinación entre un láser pulsado, una cámara rápida, y un buen sistema de sincronización.

Mejor que ficción, es ciencia

Resulta que un grupo de investigación polaco construyó un nuevo láser compacto de 10 terawatts (¡qué es mucha potencia!) y lo probó con una cámara rápida, disparada a diferentes intervalos, para registrar los pulsos ultracortos viajando a lo largo de un pasillo. Con la colección de fotos hicieron el video que ilustra esta entrada; el cortometraje en slow-motion muestra proyectiles de luz viajando igual que en una películas de ciencia ficción.

"Sí desea filmar un solo pulso de luz moviéndose lentamente, deberías tener una cámara operando a la velocidad de un billón de cuadros por segundo ", afirmó el Dr. Yuriy Stepanenko, líder del equipo responsable por la construcción del láser.

Tales cámaras no existen. Así que para filmar el pulso viajero usaron un truco famoso de fotografía. Sincronizaron una cámara con la generación del láser a una razón de aprox. 10 disparos por segundo y a cada subsecuente pulso la cámara se dispara con un retraso minúsculo al previo.

Es decir, cada cuadro de esta película muestra un pulso láser diferente; afortunadamente la física del fenómeno es la misma para cada pulso. Así que podemos ver otros fenómenos asociados al movimiento del pulso en el espacio. Por ejemplo, se producen fogonazos de esparcimiento en las paredes cuando la luz atraviesa la nube de vapor de agua condensada.

Útil para estudiar contaminación del aire

Cada pulso, dura unos cuantos femtosegundos y es tan potente que ioniza el aire. Creando una fibra de plasma a lo largo de cada pulso. Con los adecuados parámetros se evita la dispersión y el autoenfoque de haz,  que sucedería normalmente por la interacción de los campos electromagnéticos del láser y el plasma. Estas características son vitales para garantizar que el pulso alcance mayores distancias en la atmosfera que un pulso de menor potencia.

Aunque la emisión de este láser está definida en el infrarrojo cercano, su potencia es tan alta que ioniza el aire, produciendo plasma emisor de  una gran cantidad de longitudes de onda. Lo cual es una ventaja para hacer análisis espectroscópicos atmosféricos. Tanto su poder de penetración y ventaja en emitir varios colores hace al láser un excelente candidato para realizar estudios de contaminación del aire.

Aquí veo fantasmas

Finalmente, La película tiene un toque fantasmagórico, pues en varios puntos del video (0.14, 0.28, 0.44 y 0.57), los fogonazos iluminan a los científicos del laboratorio, quienes parecen almas perdidas y en pena deambulando por el limbo. Tranquilos, solo son científicos perdidos y en pena deambulando por laboratorio, LOL.