Premios Nobel
Invertir en los Logros del Premio Nobel – El Potencial de los Láseres
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Historia del Premio Nobel
El Premio Nobel es uno de los reconocimientos más prestigiosos del mundo. Se creó según el testamento del Sr. Alfred Nobel para premiar a quienes hubieran aportado un gran beneficio a la humanidad en física, química, fisiología o medicina, literatura y paz. El premio de ciencias económicas en memoria de Alfred Nobel fue establecido posteriormente por el banco central sueco. Distintas instituciones suecas seleccionan los galardonados, mientras que el Premio de la Paz corresponde al Comité Nobel Noruego.
Preocupaciones sobre el Legado
Una conocida historia sostiene que Alfred Nobel leyó una necrológica que lo confundía con su hermano fallecido y lo presentaba como un mercader de la muerte. No debe darse por demostrado que este episodio explique por sí solo su decisión de crear los premios. Nobel fue químico, ingeniero, inventor y empresario, desarrolló explosivos como la dinamita y tuvo intereses en la industria armamentística. Su testamento destinó gran parte de su patrimonio a los premios.
Premio Nobel
La Fundación Nobel administra el patrimonio para financiar los premios y su actividad. En 2024, la dotación de cada premio era de 11 millones de coronas suecas, que podía repartirse entre varios galardonados. También se entregan una medalla y un diploma.
Fuente: Britannica
Los premios científicos suelen compartirse entre dos o tres personas que contribuyeron a un descubrimiento, conjuntamente o de forma independiente.
A lo largo del tiempo se han reconocido tanto descubrimientos fundamentales como aplicaciones prácticas. Entre ellos figuran la radioactividad, los antibióticos, los rayos X y la PCR, así como avances sobre la fuente de energía del sol, la carga del electrón, la estructura atómica y la superfluidez.
El Potencial de los Láseres
El primer láser operativo se demostró en 1960. Un láser produce luz mediante emisión estimulada y puede generar un haz muy direccional y coherente. No todos emiten una única longitud de onda exacta ni carecen por completo de divergencia.
Fuente: Britannica
El trabajo fundamental relacionado con el principio láser-máser fue reconocido con el Nobel de Física de 1964 a Charles Townes, Nikolái Básov y Aleksandr Prójorov. El premio destacó sus aportaciones a la electrónica cuántica, que hicieron posibles osciladores y amplificadores basados en ese principio.
Pronto surgieron aplicaciones en investigación, industria y comunicaciones.
Otros investigadores desarrollaron nuevas formas de utilizar la luz láser. El Nobel de Física de 2018 reconoció las pinzas ópticas de Arthur Ashkin y la amplificación de pulsos ultracortos de Gérard Mourou y Donna Strickland.
Arthur Ashkin estudió cómo desplazar y atrapar partículas microscópicas mediante las fuerzas ejercidas por la luz. Por su parte, Gérard Mourou y Donna Strickland desarrollaron una técnica para amplificar pulsos láser muy breves e intensos, con importantes aplicaciones posteriores.
Fuente: Nobel Prize
Impulsando con Luz
Los fotones carecen de masa en reposo, pero transportan energía y momento. Al intercambiar momento con un objeto pueden ejercer una fuerza sin contacto mecánico directo.
Estas fuerzas son pequeñas en situaciones cotidianas, pero útiles para partículas microscópicas y conceptos como las velas solares. Su efecto depende de la intensidad, la geometría y las propiedades del objeto.
En Bell Laboratories, Ashkin estudió esferas transparentes de tamaño micrométrico y demostró que la luz láser podía desplazarlas.
También observó que podían ser atraídas hacia la región de mayor intensidad del haz. La fuerza de gradiente y la fuerza de dispersión deben equilibrarse adecuadamente para lograr una trampa estable.
Atrapar Partículas con Luz
Al enfocar el haz con una lente, Ashkin consiguió una trampa óptica capaz de sujetar y desplazar partículas. La posición estable depende del equilibrio de fuerzas, no simplemente de una presión que siempre empuje hacia el centro.
Fuente: Nobel Prize
En 1986 se estableció la trampa óptica de gradiente de un solo haz, conocida como pinzas ópticas. El tamaño de las partículas manipulables depende del sistema y de las condiciones experimentales.
Las fuerzas ópticas también se utilizan para atrapar y estudiar átomos. El enfriamiento láser es una técnica relacionada, pero no idéntica a todas las aplicaciones de pinzas ópticas.
Manipular Células Vivas a Voluntad
Ashkin exploró la manipulación de sistemas biológicos, como virus y bacterias. El uso de luz infrarroja en condiciones apropiadas redujo el daño frente a algunos sistemas anteriores y permitió estudiar células y componentes internos.
Estas técnicas hicieron posible medir fuerzas y movimientos de motores moleculares, estructuras del citoesqueleto y componentes celulares.
Fuente: Nobel Prize
La mejora de la resolución permitió estudiar cambios moleculares muy pequeños, fuerzas ejercidas por enzimas y el plegamiento o desplegamiento de moléculas como ADN y ARN. Las pinzas miden fuerzas y desplazamientos; no agarran literalmente una base aislada como lo haría una herramienta macroscópica.
En este campo siguen desarrollándose nuevas técnicas, como las pinzas ópticas holográficas, que pueden generar múltiples trampas simultáneamente.
También se investigan pinzas acústicas, que emplean ondas sonoras en lugar de luz. Analizamos una posible aplicación en el artículo «La Administración Dirigida de Fármacos Podría Beneficiarse de una Nueva Técnica que Involucra Ondas Sonoras».
Pulsos Láser Ultra‑Rápidos
Los láseres pueden funcionar de forma continua o mediante pulsos. Concentrar energía en un intervalo muy corto permite alcanzar una gran potencia instantánea para aplicaciones específicas.
Una vía de desarrollo fueron los láseres con bloqueo de modos. Amplificar un pulso de nanojulios a milijulios multiplica su energía por un millón. La potencia máxima también depende de la duración del pulso. En los años setenta, la intensidad alcanzable quedó limitada por el daño que sufrían los amplificadores.
Fuente: Nobel Prize
Una solución consistía en ampliar el diámetro del haz para reducir la intensidad en el material. Esto requería instalaciones grandes y costosas, con limitaciones operativas.
Amplificación de pulsos con chirp (CPA)
Donna Strickland y su director de tesis, Gérard Mourou, en la Universidad de Rochester, desarrollaron una solución que acabaría siendo reconocida con parte del Nobel de Física de 2018.
La amplificación de pulsos con chirp (CPA) estira temporalmente el pulso para reducir su potencia máxima durante la amplificación. Después lo comprime de nuevo, obteniendo un pulso breve y de gran potencia sin someter el amplificador a la intensidad final.
Aunque el concepto es sencillo, su realización exigió controlar la dispersión y sincronizar los componentes. La demostración publicada en 1985 abrió el camino a pulsos mucho más intensos.
Fuente: Nobel Prize
Aplicaciones de Pulsos Láser Ultra‑Rápidos
Observaciones en Tiempos Infinitesimales
Los pulsos ultracortos permiten observar procesos muy rápidos. Un femtosegundo equivale a 10 elevado a −15 segundos, una milbillonésima de segundo. Estas escalas permiten estudiar la dinámica de reacciones moleculares.
Fuente: Nobel Prize
La ciencia de attosegundos estudia intervalos de una milésima de femtosegundo, es decir, 10 elevado a −18 segundos. Permite investigar la dinámica de los electrones en átomos, moléculas y materia condensada.
Usos Médicos
Los láseres intensos también se investigan para acelerar partículas en plasmas. Su posible uso en radioterapia requiere resolver desafíos de energía, calidad del haz, control de dosis y validación clínica; no significa que todas estas instalaciones ya sean sistemas hospitalarios habituales.
Los pulsos ultracortos se utilizan en determinadas intervenciones oculares, como la creación de cortes precisos en cirugía refractiva. La fotocoagulación para enfermedades de retina emplea otros regímenes láser y no debe confundirse con todas las técnicas de femtosegundos.
Fuente: Nobel Prize
Ciencias de los Materiales
El láser puede mecanizar materiales con gran precisión. Pulsos demasiado largos o una exposición inadecuada pueden generar calor y dañar el entorno de la zona tratada.
Los pulsos de femtosegundos pueden reducir la zona afectada por el calor, aunque no eliminan automáticamente todo efecto térmico o daño.
Fuente: Nobel Prize
Estas propiedades son útiles en cirugía ocular, almacenamiento de datos y fabricación de dispositivos como los stents. Sus dimensiones y materiales dependen de la aplicación; no todos son cilindros micrométricos de metal estirado.
Invertir en Tecnología Láser
Los láseres se utilizan en discos ópticos, cirugía, impresión 3D, semiconductores, fabricación y secuenciación genética. Algunas previsiones del sector estimaban un mercado de 17.800 millones de dólares y un crecimiento anual compuesto del 7,8 % hasta 2030. Son estimaciones sujetas a supuestos, no resultados asegurados.
Puede leer más en el artículo «Los Láseres Están Listos para Jugar un Papel Fundamental en las Próximas Décadas a Medida que la Tecnología Avanza», que incluye aplicaciones posibles en defensa, salud y fusión nuclear.
Las empresas relacionadas con láseres cotizan a través de distintos intermediarios. En securities.io encontrará artículos sobre corredores en Estados Unidos, Canadá, Australia, Reino Unido y muchos otros países.
Para una exposición tecnológica más amplia pueden considerarse fondos como iShares U.S. Technology ETF (IYW) o ProShares Nanotechnology ETF (TINY). Estos fondos no proporcionan necesariamente una exposición concentrada a fabricantes de láseres, y la diversificación no elimina el riesgo de mercado.
Empresas de Láser
1. Coherent
COHR Gráfico de precios
Coherent es un grupo de materiales, redes y láseres. La estructura actual surgió de la adquisición de Coherent, Inc. por II-VI Incorporated (COHR ) en julio de 2022, seguida del cambio de nombre a Coherent Corp. II-VI Marlow era una actividad de soluciones termoeléctricas, no la matriz que realizó la adquisición.
La empresa trabaja con materiales avanzados para láseres, óptica y fotónica, como fosfuro de indio, obleas epitaxiales y arseniuro de galio. Las adquisiciones han contribuido a su expansión.
Fuente: Coherent
La actividad se reparte entre láseres, redes y materiales. Los porcentajes de ingresos corresponden a un ejercicio concreto y pueden cambiar.
Fuente: Coherent
Su presencia en materiales avanzados, incluidos los dispositivos termofotovoltaicos que analizamos en un artículo anterior, el carburo de silicio, los láseres y la electrónica puede relacionarla con tendencias como fabricación de precisión, impresión 3D y electrificación.
En 2023, Mitsubishi Electric y Denso acordaron invertir en el negocio de carburo de silicio. La estructura anunciada dejaba un 75 % en manos de Coherent y un 12,5 % para cada socio. La evolución del negocio depende de demanda, capacidad y ejecución.
2. Corning
GLW Gráfico de precios
Corning es una empresa de materiales y tecnología de fabricación centrada en vidrio, física óptica y cerámica. Su exposición a óptica y componentes no equivale a ser exclusivamente un fabricante de láseres.
Fuente: Corning
Sus mercados incluyen fibra óptica, vidrio especializado, redes de comunicación y cerámicas para el control de emisiones de vehículos. Corning desarrolló fibra óptica de bajas pérdidas en 1970.
La pureza de los materiales y la precisión de los componentes ópticos crean conexiones entre sus distintas tecnologías.
Entre sus áreas históricas de innovación figuran:
- Vidrio resistente al calor PYREX.
- Vidrio para pantallas LCD.
- Vidrio antimicrobiano.
- Componentes ópticos para instrumentos y telescopios espaciales.
- Óptica para sistemas de fusión por láser.
Fuente: Corning
También ofrece soluciones para cortar y pulir vidrio y otros materiales frágiles.
Fuente: Corning
Las lentes, los componentes ópticos y las cerámicas avanzadas son importantes en aplicaciones como la fabricación de semiconductores y las ciencias de la vida.
La empresa participa en mercados aeroespaciales, biotecnológicos, farmacéuticos, electrónicos, de comunicaciones ópticas y automoción.
El crecimiento de estas aplicaciones puede generar demanda, pero no garantiza un avance constante de los ingresos ni mantener el liderazgo en todos los mercados.
