"La tecnolog¨ªa l¨¢ser se encamina a la manipulaci¨®n de ¨¢tomos individualmente"

A pesar de haberse inventado casi una d¨¦cada antes, en 1970 los l¨¢seres de semiconductores constitu¨ªan una mera curiosidad cient¨ªfica. Pero ese a?o, un nuevo hallazgo plante¨® la posibilidad de dise?ar l¨¢seres de uso pr¨¢ctico. Emilio M¨¦ndez, entonces profesor ayudante de la Universidad Aut¨®noma de Madrid (UAM), se entusiasm¨® con este nuevo campo y se consagr¨® a ¨¦l. Hoy sus aportaciones se traducen en m¨¢s de 130 art¨ªculos, diversas patentes, y un renombre internacional que le ha merecido el Premio Pr¨ªncipe de Asturias en Investigaci¨®n Cient¨ªfica y T¨¦cnica de este a?o. Catedr¨¢tico de la Universidad del Estado de Nueva York, M¨¦ndez trabaja transitoriamente en la UAM en calidad de profesor visitante dentro del programa Iberdrola.Pregunta. Una de sus l¨ªneas de investigaci¨®n pasa por la b¨²squeda de l¨¢seres de semiconductores susceptibles de cambiar de color. ?Qu¨¦ beneficios pr¨¢cticos aparejar¨ªa un dispositivo de tales caracter¨ªsticas?

Respuesta. Aumentar¨ªa la capacidad de trasmisi¨®n de datos de los l¨¢seres actuales, por ejemplo. Ahora disponemos de l¨¢seres 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 emisi¨®n, al contar con un l¨¢ser que cambiase de color estar¨ªamos en condiciones de emitir en varios canales para distintos receptores a la vez, y de tal suerte maximizar¨ªamos el volumen de informaci¨®n a larga distancia transportado por las redes de fibra ¨®ptica.

P. ?Puede decirse que lo que usted pretende con los colores del l¨¢ser equivale a lo que en radiofon¨ªa signific¨® pasar de amplitud modulada a frecuencia modulada?

R. La analog¨ªa es v¨¢lida. Al pasar a la frecuencia modulada se cambia la frecuencia de la onda de radio a fin de mejorar la calidad de la emisi¨®n; aqu¨ª queremos modular la frecuencia de la luz, es decir, los colores, con un objetivo similar. Hemos patentado un dispositivo de tales caracter¨ªsticas, pero s¨®lo trabaja a 200 grados bajo cero, por lo que estamos ensayando otros dise?os para que funcione a temperatura ambiente.

P. ?Qu¨¦ 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 f¨ªsica llamamos pozos cu¨¢nticos, podemos controlar la emisi¨®n del l¨¢ser de acuerdo al espesor que le asignemos a sus capas. Apoy¨¢ndonos en estas cualidades hemos creado y patentado un dispositivo compuesto de un s¨¢ndwich de arseniuro de indio y antimoniuro de galio para crear un l¨¢ser en la gama del infrarrojo lejano. Este perfil le hace muy adecuado para medir la cantidad de part¨ªculas que flotan en la atm¨®sfera, con un posible empleo en la medida y control de la contaminaci¨®n.

P. Habla usted de l¨¢seres en el infrarrojo y antes mencionaba los colores azul y verde. ?Por qu¨¦ es revelante esta gama tan amplia del espectro?

R. Cada rango tiene su importancia. Un l¨¢ser infrarrojo interesa en el campo de las telecomunicaciones porque en esta regi¨®n del espectro las p¨¦rdidas de las fibras ¨®pticas son mucho menores. En cambio, un emisor de luz visible presenta un valor indudable para la televisi¨®n en color e incluso para las se?ales de tr¨¢fico. El l¨¢ser azul, por su parte, se usar¨¢ para almacenar y leer ¨®pticamente mayores cantidades de informaci¨®n de las que es posible hoy.

P. La inform¨¢tica quiere fabricar chips cada vez m¨¢s diminutos. ?En qu¨¦ medida la tecnolog¨ªa l¨¢ser contribuye al desaf¨ªo?

R. De una forma decisiva. Empezamos a movernos en dimensiones m¨ªnimas. Los millones de transistores que forman un chip Pentium miden cada uno 350 millon¨¦simas de mil¨ªmetro, y las pr¨®ximas generaciones de microprocesadores rondar¨¢n las 200. Para llegar primero ah¨ª, y despu¨¦s para traspasar esa cota, es preciso encontrar un l¨¢ser ultravioleta capaz de esculpir los transistores en el silicio.

P. ?Existe alg¨²n l¨ªmite en esa carrera a la miniaturizaci¨®n?

R. El problema es que por debajo de las 50 millon¨¦simas de mil¨ªmetro, el movimiento de los electrones se vuelve tan err¨¢tico, tan ruidoso por as¨ª decirlo, que imposibilita la transmisi¨®n fiable de datos. Para resolverlo habr¨¢ que echar mano de nuevos fen¨®menos de la f¨ªsica cu¨¢ntica, por ejemplo el efecto t¨²nel resonante, para imponer a los electrones un comportamiento mucho m¨¢s uniforme y, por tanto, utilizable. De tener ¨¦xito las investigaciones en curso, se podr¨¢n fabricar transistores de tan s¨®lo diez millon¨¦simas de mil¨ªmetro de tama?o y chips con hasta mil millones de transistores.

P. ?C¨®mo se beneficia la investigaci¨®n b¨¢sica de semejantes proezas t¨¦cnicas?

R. La relaci¨®n es rec¨ªproca. La f¨ªsica cu¨¢ntica, a trav¨¦s del transistor, ha hecho posible la micro y nanotecnolog¨ªa, y ¨¦stas a su vez nos est¨¢n llevando a descubrir nuevos fen¨®menos de la materia, sentando las bases de la nanociencia. En la siguiente fase, el avance de los conocimientos nos llevar¨¢ a niveles crecientemente infinitesimales, poni¨¦ndonos ante un horizonte donde podamos manipular ¨¢tomos individualmente y explotar esta facultad para almacenar y transmitir informaci¨®n. Ciencia y tecnolog¨ªa se apoyan mutuamente en una espiral en la que caen barreras hasta ahora insalvables y aparece un mundo insospechado.