miércoles, 14 de octubre de 2009

Jugando con la luz hacia Suecia

Los Premios Nobel fueron concedidos a tres científicos que permitieron progresos decisivos en el desarrollo de las fibras ópticas y las imágenes digitales. Los galardonados son un investigador chino y dos estadounidenses.

Por Leonardo Moledo
Página/12, miercoles 7 de octubre


Primero, los premiados, o más bien los laureados (es un anglicismo que lentamente se va imponiendo en todos los idiomas). A saber: Charles K. Kao (chino, Standard Telecommunication Laboratories, Harlow, Reino Unido, y Chinese University de Hong Kong), por sus trabajos pioneros en la transmisión de la luz a través de fibras ópticas: se alzó con la mitad del premio de alrededor de diez millones de coronas suecas; más o menos un millón y medio de dólares.

La otra mitad se repartirá entre Willard S. Boyle y George E. Smith (estadounidenses, de los Laboratorios Bell, Nueva Jersey, Estados Unidos, dicho sea de paso donde se descubrió la radiación cósmica de fondo, que valió dos premios Nobel), por la invención de un sensor de imágenes, el CCD.

Bueno, ya está.

Y ahora, primero que nada, la fibra óptica, que no es otra cosa que una hebra de material capaz de conducir la luz como un cable conduce la electricidad. La idea central que permite este notable fenómeno (que los rayos de luz, rectos y señoriales, sean domesticados hasta el punto de hacerlos doblar o moverse en ángulos rectos) se basa en el hecho de que la luz que penetra por el tubo interno de la fibra se refleja una y otra vez en las paredes interiores de ésta, terminando por adaptarse a su recorrido. Es, en el fondo, como si se construyera un túnel de espejos: la imagen, reflejada en el primero, lo haría después en el segundo, ésta en el tercero y así sucesivamente. Por supuesto, que al llegar al final del túnel aparecería deformada, porque la reflexión no es perfecta (dista mucho de serlo); parte es absorbida y parte es modificada por las anfractuosidades de cada espejo: el resultado que podría obtenerse así de la imagen original del desprevenido lector sería un perfecto monstruo –o un as de la belleza, vaya uno a saber– pero muy alejada del modelo original.

Algo parecido ocurre con la luz que penetra por el extremo de una fibra óptica: si su reflexión en las paredes no es perfecta, no sólo se deforma la señal, sino que también se pierde energía debido a la absorción de las paredes internas. Para que la fibra óptica funcione como tal, la reflexión debe aproximarse a la perfección y la absorción a cero.

Hasta los años sesenta, tal maravilla se había conseguido apenas en una extensión de unos 20 metros, pero en ese año de quiebre, justamente, en 1966, Charles K. Kao encontró la manera de transmitir luz a través de distancias más largas (hasta cien kilómetros, mediante fibras del vidrio más puro). La maravilla se multiplicaba por cinco millones.

Y cuatro años después se fabricaba ya una fibra óptica de vidrio ultrapuro, que permitía transmitir la luz hasta distancias enormes, verdaderamente enormes, como por ejemplo para bajar una cámara hasta el fondo del océano (aunque para poder hacerlo todavía hacía falta la contribución de los otros dos laureados... pero esperen).

A partir de entonces, las fibras ópticas colonizaron todos los rincones técnicos de la vida tecnológica cotidiana, desde los teléfonos hasta Internet. Los haces de fibras ópticas, con su aparente simplicidad e inocencia, transmiten y se encargan de la mayoría del tráfico de señales del planeta, y ya constituyen un entramado definitivo –piense el lector tan sólo en Internet–.

Y aquí vienen los otros dos. Porque resulta que buena parte de ese tráfico de señales consiste en imágenes. Imágenes digitales, por supuesto, y todo gracias al trabajo de Willard S. Boyle (que, dicho sea de paso, lleva el mismo apellido que Robert Boyle, quien en siglo XVII revolucionó la química) y George E. Smith, quienes en 1969 desarrollaron un sensor de imágenes: el CCD (Charge-Couple Device), un aparatejo que mediante el uso del efecto fotoeléctrico transforma la luz en señales eléctricas.

El efecto fotoeléctrico, aunque conocido desde antes (la luz es capaz de arrancar electrones de una superficie metálica), fue explicado por Einstein en el “año milagroso” de 1905 (y le valió el Premio Nobel de 1921, ya que la academia no se encontraba todavía “muy segura” respecto de la teoría de la relatividad).

Lo que encontraron Boyle y Smith en 1969 fue la manera de captar y leer fotoeléctricamente (es decir, transformar en pulsos eléctricos) un número muy grande de señales luminosas puntuales de manera instantánea, o por lo menos en períodos cortísimos de tiempo. De esta manera, la imagen transportada por la luz, en vez de ser capturada por una película fotosensible, puede ser almacenada como una serie de señales eléctricas (digitales, naturalmente) que se pueden procesar, reenviar (punto por punto, o pixel por pixel) o lo que quiera que se haga con las imágenes. No hay límites.

Cuando uno se ve en el poco agradable trance de ser sometido a una endoscopia (bueno, no es para tanto), literalmente se traga (lo único verdaderamente desagradable, y eso por no poner un ejemplo que podría resultar escatológico), una cámara CCD, que fotografía el interior del estómago, convierte la imagen en impulsos eléctricos, que una fibra óptica, que se dobla y se retuerce dentro del esófago del infeliz paciente, transmite, y luego es reconvertida en imagen. Cuando el médico la examina, reúne a los tres laureados en esa inspección (y a Einstein también, en cierto modo).

Mientras, el paciente, en la camilla, se pregunta cuánto durará todo eso. Pero piensa (o por lo menos después de leer este artículo pensará) que, al fin y al cabo, ese examen no sería posible hace sólo cuarenta años: ver el interior del cuerpo: ¿no es maravilloso?

Y lo mismo ocurre cuando con las modernas cámaras digitales alguien saca una foto de su bebé gateando por una playa, de las Torres Gemelas hundiéndose, de un asesino ultimando a su víctima o de un futbolista que, en la cancha de fútbol, escupe la mejilla del árbitro.

Pero no sólo se trata de saliva o de playas: un enorme telescopio que está enfocado en las galaxias lejanas (o cercanas) transforma la imagen en luz y la transporta a una pantalla donde el astrónomo de turno la analiza o la almacena en algún dispositivo para analizarla con cuidado más tarde.

Y así es, amigos, como se recorre el camino hacia Estocolmo. Las imágenes que se saquen del momento en que Kao, Boyle y Smith reciban el premio de manos del rey de Suecia se transformarán en impulsos eléctricos y recorrerán el mundo por las redes de fibra óptica, hasta ser reconvertidas en todas partes del mundo.

Verdaderamente, estos muchachos hicieron un buen trabajo.