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La mayor parte de los experimentos en la ciencia contemporánea implican observar de forma controlada un evento particular. Si bien existen fenómenos como el Big Bang o el calentamiento global que no pueden repetirse en un
laboratorio, en la mayor parte de los casos se busca simular el evento bajo observación y luego medir lo que sucede. La luz láser posee unas características
únicas que han revolucionado muchas disciplinas científicas en las últimas décadas.
Por ejemplo, un láser puede servir para medir distancias y tiempos con
gran precisión. Como ya se ha visto, la coherencia permite producir interferencias de dos haces láser dando lugar a una mayor o menor intensidad de luz dependiendo de su fase relativa. Como la luz visible corresponde a una longitud
de onda del orden de 500 nm y un periodo de oscilación del orden de 1,67 fs,
las medidas interferométricas poseen una precisión espacio-temporal extremadamente alta.
El láser también es útil para controlar las condiciones de un experimento.
La energía de los fotones correspondientes a la luz visible es del mismo orden
que las energías de los átomos y moléculas que la emiten, esto es, alrededor
de 1 - 10 eV. Debido a la monocromaticidad de la luz láser, los fotones que la
forman tienen una energía bien definida (E = hf, ver Cap. 1 . Este hecho, unido
a la direccionalidad de los haces, permite depositar energía en átomos y moléculas de manera muy precisa y controlada. Además, la longitud de onda de
algunos láseres puede sintonizarse en ciertas regiones del espectro, por lo que
es posible variar finamente la energía de los fotones.
Asimismo, es posible manipular, mover y atrapar partículas haciendo uso
del momento bien definido de los fotones (p = h/ ), como si los fotones del láser
fueran bolas de billar manejadas por un jugador experto. Por ello, el láser es el
instrumento idóneo para observar y manipular el mundo microscópico.
Además, la dinámica propia de los átomos y moléculas (por ejemplo los
reajustes moleculares que ocurren durante una reacción química) tiene lugar
en escalas de tiempo extremadamente cortas, del orden de femtosegundos. El
desarrollo, desde hace apenas veinte años, de láseres pulsados en esta escala
de tiempos, ha permitido por primera vez observar y controlar reacciones químicas en tiempo real.
Por otra parte, las altas intensidades de luz que pueden generar, han dado
lugar a un sinfín de nuevos e interesantes fenómenos en la interacción de la luz
con la materia, como los procesos no lineales. La intensidad de los láseres continúa aumentando cada año, y con cada nuevo hito se abre prácticamente
una nueva rama de la física. La Física al límite que exploran los llamados láseres
ultraintensos se verá en el Cap. 11.
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