Charles Townes, inventor del láser

(Leído en la sección de obituarios de El Mundo del 31 de enero de 2015)

Considerado uno de los grandes físicos experimentales del siglo XX, Townes recibió el Nobel en 1964 por sus trabajos sobre radiación de microondas, que permitió crear el rayo láser. Descubrió amoníaco y agua en el espacio exterior y fue pionero en el estudio de las moléculas interestelares.

Todos los radioastrónomos que nos dedicamos a las moléculas interestelares estamos familiarizados con Charlie Townes, pues su enorme talla científica ha iluminado las actividades en este campo de investigación desde sus inicios, a mediados del siglo XX, hasta nuestros días. Todos hemos estudiado su excelente libro de texto avanzado (escrito junto con su cuñado, el también Premio Nobel Arthur Schawlow) Microwave spectroscopy (Espectroscopía de microondas) que fue pionero en la materia. Profesor emérito en la Universidad de California en Berkeley hasta el momento de su fallecimiento a los 99 años de edad, Townes ha mantenido una sobresaliente y ejemplar carrera científica que se ha prolongado a lo largo de casi 80 años.

En 1951, con 35 años de edad, Townes era profesor de la Universidad de Columbia y asesor de los Laboratorios de la compañía telefónica Bell. Había pasado de trabajar con radares durante la II Guerra Mundial a interesarse por el uso de ondas más cortas con el fin de construir un haz intenso de microondas para crear una sonda. Einstein había predicho en 1917 un mecanismo para amplificar un rayo de luz utilizando los estados excitados de un átomo o molécula, pero fue Townes quien ingenió la manera práctica de separar moléculas en estados excitados y confinarlas en fase gaseosa en una cavidad resonante.

Cuando las microondas viajan por el gas estimulan a las moléculas para que emitan un destello monocromático, coherente e intenso de radiación. El primer máser (siglas en inglés de «amplificación de microondas por emisión estimulada de radiación»), lo construyó Townes con sus estudiantes en 1954 utilizando moléculas de amoníaco. En 1958, junto con Schawlow, concibió el láser basándose en el mecanismo máser pero utilizando luz óptica. Pero al ser nombrado director científico del Instituto de Análisis de la Defensa en 1959, Townes frenó sus desarrollos experimentales y el primer láser lo construyó Theodore Maiman en 1960.

En 1964, Townes recibió el Nobel de Física junto a los físicos rusos Aleksandr Prokhorov y Nicolai Basov, quienes también habían ideado el máser de manera independiente.

En 1967, Townes ingresó en la Universidad de California en Berkeley. En esa época, el interestelar era considerado un medio demasiado hostil para que las moléculas pudiesen sobrevivir en él. Pero Townes, en un congreso en 1957, ya había predicho la posibilidad de detectar moléculas simples en el espacio, como el radical hidroxilo (OH) que fue observado en ondas centimétricas en 1963.

En 1968, el grupo de Townes detectó por primera vez amoníaco y agua en el espacio exterior. Se da la circunstancia de que la emisión del agua interestelar también presentaba un efecto de amplificación máser natural. Se han detectado hoy más de 180 especies moleculares diferentes en el espacio, estableciéndose así una nueva disciplina de investigación: la astroquímica.

A partir de los años 80, Townes se dedicó a la interferometría óptica e infrarroja para detectar señales astronómicas muy débiles. Hasta hace tan solo unas semanas, a pesar de su avanzada edad, acudía a su despacho en Berkeley diariamente; estoy convencido de que habría disfrutado enormemente si hubiese vivido aún un poco más para ver cómo sus técnicas interferométricas permitirán en un futuro próximo la detección rutinaria de planetas fuera del Sistema Solar mediante imágenes directas. Le sobreviven su esposa, Frances Hildreth, sus cuatro hijas, seis nietos y dos bisnietos.

Charles Townes, físico, nació en Greenville (Carolina del Sur, EEUU), el 28 de julio de 1915, y falleció en Oakland (California, EEUU) el 27 de enero de 2015.