El Premio Nobel de Física en 1964, el Doctor Charles Townes, ha impartido una conferencia magistral en la Universidad de Almería en la que ha relatado, echando mano de una memoria aún prodigiosa a sus 94 años, cómo descubrió el rayo láser, investigación que le valió para obtener el galardón de mayor prestigio a nivel mundial y que impulsó su carrera científica definitivamente. “Fue en el banco de un parque. Estaba preocupado porque me tenía que reunir con los miembros del Comité en Washington y los experimentos hasta entonces no habían dado resultado. De repente se me ocurrió. Muy emocionado, saqué un papel del bolsillo y empecé a escribir fórmulas y fórmulas. Pensé: esto va a funcionar. Pero ante los miembros del Comité no dije nada”.
Sus ideas novedosas chocaron con la política de la Universidad de Columbia, en la que impartía clases como profesor de Física, y se toparon con la incredulidad de la comunidad científica que, al principio, se mostraba reticente a aceptar el descubrimiento que había hecho Townes –el rayo láser- porque decía que contravenía las leyes de la física. “Luego se dieron cuenta de que sí funcionaba y comenzaron a tomarme en serio”, decía.
El premio Nobel de Física se le concedió a Charles Townes por su fundamental trabajo en el campo de la electrónica cuántica que condujo a la construcción de osciladores y amplificadores basados en los principios de la Amplificación de Microondas por Emisión Estimulada de Radiación (más conocida como MASER) y de la Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación (más conocida como LASER).
El profesor Townes estudió en la Furman University y se doctoró en física por el Instituto de Tecnología de California en 1939. Trabajó en el equipo técnico de los Laboratorios de la Telefónica Bell durante la Segunda Guerra Mundial, desarrollando sistemas de radar que funcionaron adecuadamente en las húmedas condiciones del Pacífico. Fue nombrado profesor asociado de física de la Universidad de Columbia en 1948, profesor de física en 1950, y jefe del departamento de física de 1952 a 1955.
Después de servir como vicepresidente y director de investigación del Instituto de Análisis de Defensa en Washington desde 1959 a 1961, se convirtió en el presidente del Instituto de Tecnología de Massachusetts, el MIT, en 1961. Fue nombrado Profesor de la Universidad de California, en 1967. Su libro, Cómo sucedió el láser: aventuras de un científico, fue publicado por Oxford University Press en 1999. En 2005 recibió el Premio Templeton.
Fue en la Universidad de Columbia donde realizo el descubrimiento que le daría fama internacional. Townes quería desarrollar un aparato que emitiera microondas de gran intensidad, así que decidió enfocar el problema a nivel de las moléculas y no de los circuitos electrónicos. Las moléculas pueden vibrar de tal manera que esas vibraciones son susceptibles de convertirse en radiación. En 1951 llegó a las conclusiones teóricas necesarias para desarrollar un aparato emisor de microondas realmente operativo. Y en 1953, él y sus alumnos lo construyeron. Funcionaba excitando moléculas de amoníaco que eran expuestas a un rayo de microondas de la frecuencia natural de la molécula. Esta molécula incidida por las microondas emitía su energía en forma de otra microondas que a su vez era enviada a otra molécula que a su vez enviaba una microonda que a su vez era enviada a otra molécula…. Y así hasta lograr un efecto de cascada que producía el rayo deseado de microondas.
El proceso fue descrito como Amplificación de Microondas por Emisión Estimulada de Radiación, máser. Mientras las aplicaciones del máser se multiplicaban, Townes planeó el uso de moléculas de sólido para mejorar la ampliación de microondas. Nuestro conferenciante de hoy construyó el primer máser óptico o de luz que sustituía las microondas. La luz era coherente, no se dispersaba sino se mantenía como un haz fuertemente cohesionado. Las grandes cantidades de energía que portaba este nuevo máser lo hacía candidato a diversas aplicaciones. Como todos los rayos luminosos eran exactamente de la misma longitud de onda, se podían modular como las ondas de radio, por lo que fueron utilizadas para las comunicaciones, pero con ventajas añadidas, ya que las ondas luminosas proporcionaban mayor espacio en cierta banda del espectro. Los máseres ópticos fueron entonces llamados Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación, láser.
