"La tecnología láser se encamina a la manipulación de átomos individualmente"

A pesar de haberse inventado casi una década antes, en 1970 los láseres de semiconductores constituían una mera curiosidad científica. Pero ese año, un nuevo hallazgo planteó la posibilidad de diseñar láseres de uso práctico. Emilio Méndez, entonces profesor ayudante de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), se entusiasmó con este nuevo campo y se consagró a él. Hoy sus aportaciones se traducen en más de 130 artículos, diversas patentes, y un renombre internacional que le ha merecido el Premio Príncipe de Asturias en Investigación Científica y Técnica de este año. Catedrático de la Universidad del Estado de Nueva York, Méndez trabaja transitoriamente en la UAM en calidad de profesor visitante dentro del programa Iberdrola.Pregunta. Una de sus líneas de investigación pasa por la búsqueda de láseres de semiconductores susceptibles de cambiar de color. ¿Qué beneficios prácticos aparejaría un dispositivo de tales características?

Respuesta. Aumentaría la capacidad de trasmisión de datos de los láseres actuales, por ejemplo. Ahora disponemos de láseres de luz roja o azul, aunque en una fase muy inicial, pero no de emisores capaces de variar de un color a otro. Dado que cada color representa un canal de emisión, al contar con un láser que cambiase de color estaríamos en condiciones de emitir en varios canales para distintos receptores a la vez, y de tal suerte maximizaríamos el volumen de información a larga distancia transportado por las redes de fibra óptica.

P. ¿Puede decirse que lo que usted pretende con los colores del láser equivale a lo que en radiofonía significó pasar de amplitud modulada a frecuencia modulada?

R. La analogía es válida. Al pasar a la frecuencia modulada se cambia la frecuencia de la onda de radio a fin de mejorar la calidad de la emisión; aquí queremos modular la frecuencia de la luz, es decir, los colores, con un objetivo similar. Hemos patentado un dispositivo de tales características, pero sólo trabaja a 200 grados bajo cero, por lo que estamos ensayando otros diseños para que funcione a temperatura ambiente.

P. ¿Qué ventajas aportan los nuevos materiales?

R. Nos permiten obtener nuevas propiedades que no tienen directamente los materiales que la naturaleza nos proporciona. Por ejemplo, preparando multicapas de semiconductores, lo que en física llamamos pozos cuánticos, podemos controlar la emisión del láser de acuerdo al espesor que le asignemos a sus capas. Apoyándonos en estas cualidades hemos creado y patentado un dispositivo compuesto de un sándwich de arseniuro de indio y antimoniuro de galio para crear un láser en la gama del infrarrojo lejano. Este perfil le hace muy adecuado para medir la cantidad de partículas que flotan en la atmósfera, con un posible empleo en la medida y control de la contaminación.

P. Habla usted de láseres en el infrarrojo y antes mencionaba los colores azul y verde. ¿Por qué es revelante esta gama tan amplia del espectro?

R. Cada rango tiene su importancia. Un láser infrarrojo interesa en el campo de las telecomunicaciones porque en esta región del espectro las pérdidas de las fibras ópticas son mucho menores. En cambio, un emisor de luz visible presenta un valor indudable para la televisión en color e incluso para las señales de tráfico. El láser azul, por su parte, se usará para almacenar y leer ópticamente mayores cantidades de información de las que es posible hoy.

P. La informática quiere fabricar chips cada vez más diminutos. ¿En qué medida la tecnología láser contribuye al desafío?

R. De una forma decisiva. Empezamos a movernos en dimensiones mínimas. Los millones de transistores que forman un chip Pentium miden cada uno 350 millonésimas de milímetro, y las próximas generaciones de microprocesadores rondarán las 200. Para llegar primero ahí, y después para traspasar esa cota, es preciso encontrar un láser ultravioleta capaz de esculpir los transistores en el silicio.

P. ¿Existe algún límite en esa carrera a la miniaturización?

R. El problema es que por debajo de las 50 millonésimas de milímetro, el movimiento de los electrones se vuelve tan errático, tan ruidoso por así decirlo, que imposibilita la transmisión fiable de datos. Para resolverlo habrá que echar mano de nuevos fenómenos de la física cuántica, por ejemplo el efecto túnel resonante, para imponer a los electrones un comportamiento mucho más uniforme y, por tanto, utilizable. De tener éxito las investigaciones en curso, se podrán fabricar transistores de tan sólo diez millonésimas de milímetro de tamaño y chips con hasta mil millones de transistores.

P. ¿Cómo se beneficia la investigación básica de semejantes proezas técnicas?

R. La relación es recíproca. La física cuántica, a través del transistor, ha hecho posible la micro y nanotecnología, y éstas a su vez nos están llevando a descubrir nuevos fenómenos de la materia, sentando las bases de la nanociencia. En la siguiente fase, el avance de los conocimientos nos llevará a niveles crecientemente infinitesimales, poniéndonos ante un horizonte donde podamos manipular átomos individualmente y explotar esta facultad para almacenar y transmitir información. Ciencia y tecnología se apoyan mutuamente en una espiral en la que caen barreras hasta ahora insalvables y aparece un mundo insospechado.