Si sta per concludere un anno che ha celebrato, tra gli altri, un anniversario che ha le caratteristiche di un simbolo dei nostri tempi: sono infatti trascorsi 50 anni da quando Theodor Maiman realizzò il primo laser presso i Laboratori di Ricerca della Hughes Corporation (Usa), sfruttando l’emissione luminosa di un cilindro di rubino posto tra due specchi. In questi 50 anni il laser ha conosciuto uno sviluppo incredibile; è uscito dai laboratori ed è entrato nelle industrie e nelle nostre case. Una storia affascinante, che Sergio Musazzi (ricercatore presso il T&D Technologies Department – ERSE) riassume in un articolo appena pubblicato sul numero 40 della rivista Emmeciquadro, al quale rimandiamo per un approfondimento.
Sono tanti gli spunti offerti dalla storia del laser. A cominciare dalla sua genesi, dovuta al brillante genio teorico di Albert Einstein, che nel 1916 previde la possibilità di costruire un amplificatore di luce grazie al fenomeno dell’emissione stimolata. L’idea fu accolta con scetticismo dal mondo scientifico contemporaneo, perché per realizzare questo dispositivo, come spiega Musazzi, si sarebbe dovuta effettuare una inversione di popolazione tra gli stati di energia degli atomi, e al tempo non erano noti meccanismi per farlo. Oggi sappiamo che tale possibilità esiste e dunque l’idea di Einstein era corretta. Come è successo altre volte nella storia della scienza, la teoria ha preceduto di molto la pratica, in questo caso di quasi quarant’anni; una documentazione del potere offertoci della conoscenza scientifica, che ci permette non solo di spiegare i fenomeni che vediamo, ma anche di prevederne di nuovi.
La storia del laser è anche un racconto avvincente dei tentativi condotti per realizzare tale dispositivo. A partire dal maser realizzato nel 1954, il primo dispositivo in cui l’idea di Einstein trovò applicazione pratica, per cui Basov, Prokhorov e Townes ricevettero il premio Nobel nel 1964. Tale dispositivo però operava nelle microonde anziché nella luce visibile (da cui la differente lettera iniziale dell’acronimo), e non era in grado di emettere una radiazione continua ma solo un breve impulso. Musazzi racconta delle idee proposte nei sei anni successivi per realizzare il primo laser, che vide la luce nel 1960 utilizzando il rubino. Bisognò aspettare la fine dello stesso anno perché Ali Javan, William Bennet e Donald Herriot dei Bells Labs realizzassero il primo laser che sfruttava i due gas nobili Elio e Neon (denominato perciò He-Ne dai simboli chimici dei due elementi), che fu il primo a operare in modalità continua.
La storia del laser è però anche la storia del suo sviluppo tecnologico, di come da oggetto della pura ricerca sia diventato strumento indispensabile per una svariata quantità di utilizzi. Come racconta Musazzi, fu proprio il laser He-Ne ad essere impiegato per primo, ad esempio per scopi commerciali (basti pensare ai lettori di codici a barre), militari (sistemi di puntamento) e scientifici. Nacquero in seguito il laser a CO2 nel 1964, che consente di ottenere potenze molto maggiori e per questo viene utilizzato per le lavorazioni meccaniche industriali quali tagli e saldatura; e quello a stato solido nel 1962, che nelle sue varie incarnazioni è quello più largamente diffuso nei dispositivi elettronici (ad esempio mouse e lettori CD).
Questo sviluppo tecnologico è ben lungi dall’essere concluso. Frontiere dello sviluppo attuale sono l’utilizzo nella medicina, ad esempio nella cura dei tumori dove la terapia fotodinamica potrebbe sostituire la chemioterapia; nell’elettronica, dove l’uso del laser consente di realizzare videoproiettori tanto piccoli da essere inseriti all’interno di un cellulare; e molte altre. Cosa ci riserveranno i prossimi 50 anni?
Così la storia del laser è anche una documentazione di quanto possa essere proficuo il rapporto tra scienza e tecnologia, quando esse si mettono al servizio dell’uomo. Un rapporto da recuperare, in un tempo in cui assistiamo a un preoccupante calo dell’interesse verso la ricerca pura (basti pensare agli iscritti alle facoltà scientifiche, in costante diminuzione), senza la quale un dispositivo come il laser non sarebbe mai nato, e in cui la tecnologia ha smarrito il legame con il servizio al bene dell’uomo.
