Il laser

Il contributo è tratto da Storia della civiltà europea a cura di Umberto Eco, edizione in 75 ebook

Diretta conseguenza della scoperta del maser, la Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, comunemente nota con l’acromimo laser, non ha un immediato consenso nell’ambiente scientifico che resta a lungo scettico sulle sue possibili applicazioni. Tuttavia, successivi studi e ulteriori ricerche allargano notevolemente il campo degli utilizzi: dall’ambito militare alle telecomunicazioni, dall’informatica alla medicina.

Dalla scoperta alle applicazioni

Gordon Gould è un inventore autodidatta che all’inizio degli anni Cinquanta riprende gli studi per conseguire un dottorato di ricerca alla Columbia University; conia nell’ottobre del 1957 il termine “laser”, sostituendo alla “m” di maser la lettera “l” di luce (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Ne ottiene un brevetto parziale nel 1977, solo 18 anni dopo averne fatto richiesta. Gould, ossessionato dalla priorità sulle invenzioni, non è stato certo il primo a interessarsi a questa tecnologia, tanto che, in un articolo sempre del 1957, già CharlesTownes e Arthur Schawlow avevano parlato di un maser ottico funzionante nella regione delle radiazioni luminose anziché in quella delle microonde.

Quando tutti si aspettano che la prima azione di un laser debba avvenire in un gas eccitato, Theodore Mainman costruisce un laser a rubino: è il luglio 1960 e il trentatreenne fisico sta lavorando nei laboratori di un’azienda privata di Malibù, la Hughes. La compagnia, che diventerà celebre per il lancio del satellite Early Bird, esprime in prima battuta due riserve riguardo alla nuova tecnologia. Da un lato in precedenza molti fisici avevano studiato i maser ottici senza ricavarne nulla e, dall’altro, non si intravedono usi commerciali immediatamente sfruttabili. Nonostante ciò, nei primi anni Sessanta, diverse compagnie ideano e costruiscono svariati tipi di laser: a stato solido, gassoso, a elio-neon, al cesio, al neodimio, ai coloranti organici in soluzioni liquide, a semiconduttore (utilizzati per le telecomunicazioni).

Se nei primi anni Sessanta il laser veniva definito “una brillante soluzione di un problema che non esisteva ”per sottolinearne la scarsità di applicazioni pratiche, col passare del tempo i campi del suo utilizzo si sono notevolmente allargati. Anche per il retaggio delle prime applicazioni del maser, sembrano in prima battuta prevalere gli mpegni militari: si vuole infatti utilizzare il fascio laser – sfruttandone la radiazione concentrata, monocromatica e coerente – in particolare per il trasporto di energia e le comunicazioni ottiche segrete. Constatate le difficoltà pratiche di far transitare un fascio di luce nell’atmosfera, gli ambienti bellici applicano successivamente la tecnologia al controllo dei radar e, in tempi più recenti, alla guida delle cosiddette bombe intelligenti.

Il settore in cui il laser ha trovato la maggiore varietà di applicazioni è stato però quello delle telecomunicazioni. Fin dall’antichità si tenta di trasmettere informazioni attraverso la luce, dai segnali di fumo fino al photophone brevettato da Bell, e con il laser si assiste a una ripresa di studi in questo senso. Emersi i problemi di disturbo legati all’atmosfera, si pensa di far viaggiare la luce attraverso fili di vetro; questa tecnica era già conosciuta nell’Ottocento ma aveva sempre incontrato difficoltà di realizzazione. Dalla prima fibra ottica realizzata in Inghilterra nel 1958 e che disperde il 99 percento della luce immessa, si passa a rendimenti molto più elevati nei primi anni Settanta, quando viene utilizzato il silicio: la fibra ottica percorsa da fasci di luce laser diviene sinonimo di linee telefoniche veloci (e adatte al trasporto dei dati) e la guida d’onda, tecnologia concorrente, scompare.

Nella seconda metà degli anni Settanta la Philips e la Sony studiano un nuovo supporto di memorizzazione informatica, il cd, in cui il laser svolge un compito basilare sia nella fase di fabbricazione del master sia nella lettura del disco. Il cd-rom, una delle prime applicazioni della nuova tecnologia, si può considerare il supporto-simbolo della convergenza tra i settori dell’informatica e dell’entertainment, sinergia che caratterizza tuttora il sistema delle comunicazioni.

Gli ambiti di applicazione del laser sono attualmente in forte espansione: dal suo impiego in medicina (oftalmologia, cura dei calcoli, angioplastica, ginecologia, oncologia) a quello per le lavorazioni meccaniche (per incidere, forare e tagliare svariati materiali), dall’utilizzo nelle stampanti agli effetti di luce nelle discoteche. Quella che negli anni Sessanta appariva una tecnologia senza applicazioni si è trasformata oggi in una delle scoperte più versatili della storia dell’umanità.