Por Patricia de la Peña Sobarzo

La Asamblea General de la ONU declaró a 2015 Año Internacional de la Luz y las Tecnologías Basadas en la Luz, como una iniciativa que tiene como misión incrementar la conciencia mundial acerca del papel esencial que la luz juega en nuestras vidas, en la cultura, en el arte, en la ciencia y para el presente y futuro de la humanidad.

Lo primero que sucede cuando nos despertamos por las mañanas es darnos cuenta de la presencia de la luz. Qué gran privilegio tenemos los que gozamos al abrir los ojos de percibir la luz que nos rodea. Se trata de un fenómeno que juega un papel central en las actividades humanas, aunque nos ha tomado mucho tiempo comprender su naturaleza. A un nivel elemental, a través de la fotosíntesis, la luz es indispensable para la vida misma y ha sido un factor primordial en la evolución de la humanidad.

Naturaleza física de la luz

¿Pero por qué vemos? Esta ha sido una pregunta fundamental, que ya los primeros filósofos griegos intentaron contestar. Fue en el año 500 a. C. que Empédocles estructuró una primera teoría sobre la naturaleza de la luz, coloquialmente conocida como la teoría del faro. En esta se planteaba que la luz era como rayos que emanaban de los ojos y chocaban con los objetos permitiendo que se viera todo lo que nos rodea.

Sin embargo, tuvieron que pasar 1,500 años para que el matemático árabe Al-Hazen, cuya historia contamos en este número de El faro, descubriera que no son nuestros ojos los que emiten luz, sino que se limitan a jugar el papel de receptores. Fue el primer físico en investigar las propiedades de la luz, como la reflexión y la refracción, descubriendo que se rige bajo leyes universales que podían ser representadas mediante las matemáticas.

La luz alcanza casi todo lo que nos rodea, y afecta cada vez más nuestra vida cotidiana. Ahora cargamos fuentes de luz por todas partes, a través de nuestros teléfonos celulares; en nuestros lugares de trabajo y en nuestros hogares las computadoras se han vuelto indispensables, y no son otra cosa que máquinas electrónicas que utilizan energía para mostrar información, emitiendo luz en el proceso.

En un contexto más amplio, a partir de la lámpara incandescente de Joseph Wilson Swan y de Thomas Alva Edison, nuestras ciudades mostraron una nueva dinámica con el uso de la luz eléctrica, que permitió alargar las jornadas laborales e incentivar el entretenimiento.

2015, Año Internacional de la Luz

Inspirada por el papel fundamental de la luz para nuestra cultura y tecnología, la Organización de las Naciones Unidas decidió proclamar a 2015 como el Año Internacional de la Luz y las Tecnologías Basadas en la Luz (AIL 2015).

Con motivo de esta importante celebración, El faro conversó con la doctora en física Ana María Cetto Kramis, coordinadora del Comité Nacional del AIL 2015, quien explicó que la agenda de esta conmemoración busca sensibilizar a la sociedad sobre la importancia de las tecnologías de la luz y las aplicaciones de la óptica en diversos campos.

La idea se originó hace cosa de cinco años, explica Cetto, ya que se requiere de ese lapso para llevar una iniciativa de esta naturaleza por los canales adecuados hasta la Asamblea General de las Naciones Unidas, que tiene la última palabra para que se decrete un Año Internacional.
“Si no nos hubiéramos movido a tiempo, se hubiera tenido que posponer hasta 2016. Afortunadamente, se logró para 2015. Y digo afortunadamente, porque hay varios aniversarios importantes que se celebran este año, y uno de ellos en particular, a mí me parece que es como para destacarlo, es que hace 1,000 años exactamente se escribió el primer gran libro de óptica”, abunda la investigadora.
Además de El Libro de Óptica (Kitab al-Manazir), de Al-Hazen, quien lo publicó en 1015, y cuyo milésimo aniversario está anotado explícitamente en la resolución de las Naciones Unidas como un foco de atención para la celebración del AIL 2015, coincide con aniversarios de hitos importantes en la historia de la ciencia de la luz.

Respecto a la obra de Al-Hazen la investigadora considera que fue trascendental ya que sentó las bases para el avance de la óptica y los desarrollos que se dieron posteriormente durante el Renacimiento en Europa.

Hechos clave en la historia de la luz

Entre los hechos clave acontecidos en distintas etapas de la historia del estudio de la luz está la noción de su carácter ondulatorio, confirmada teóricamente por Fresnel en 1815; la teoría electromagnética de propagación de la luz formulada por Maxwell en 1865; la de Einstein del efecto fotoeléctrico en 1905; la de la incorporación de la luz en la cosmología mediante la relatividad general en 1915; el descubrimiento del fondo de microondas del cosmos por Penzias y Wilson y los logros alcanzados por Kao en la transmisión de luz por fibras ópticas para la comunicación, ambos en 1965. Todos estos hitos fueron considerados para designar a 2015 como el Año Internacional de la Luz.

A lo anterior la investigadora agrega que las ecuaciones publicadas por James Maxwell en 1865, “son la base para entender la dinámica de la radiación electromagnética, pero no solamente la dinámica, sino propiedades específicas, como el hecho de que cualquier radiación electromagnética viaja a la misma velocidad”.
“La síntesis que hizo Maxwell basado en desarrollos teóricos y experimentales que se dieron, sobre todo durante el siglo XIX, fue maravillosa”, continúa Cetto. “El siglo XIX fue fundamental. Claro que uno no puede dejar de lado a Newton con su libro de la óptica ni sus aportaciones, como la de que la luz blanca contiene todos los colores, que es la suma de todos ellos”.
Pero ahora sabemos que no necesitamos todos los colores, sino tan sólo tres para producir el mismo efecto en el cerebro, a lo que agrega la investigadora: “es un fenómeno muy interesante. Nosotros vemos luz amarilla y no sabemos si esa luz se obtuvo de tomar la línea amarilla del espectro de lo visible o si fue producida con la suma de luz verde y luz roja, porque también da amarillo, y es que nuestro sistema visual no alcanza a distinguir esta diferencia”.

La científica hace hincapié en que todo esto que estamos diciendo acerca de la luz “lo saben pocas personas, y no es que sean cosas del otro mundo. Son cosas que más vale dar a conocer. Por ello, entre los objetivos que persigue el Año Internacional de la Luz, es que la gente tenga una mejor idea de qué es la luz. Es un fenómeno universal. Todos estamos sujetos a ella, expuestos a ella. Todos nos hacemos preguntas de pequeños acerca de qué es la luz”, abunda.

Al respecto, Cetto trae a colación una anécdota ocurrida un día en que estaba a punto de llevar a su hija pequeña a la guardería. En aquella ocasión, la doctora Cetto exclamó: “¡Ay, otra vez se fue la luz!”, a lo que la niña preguntó: “¿Mamá, a dónde se va la luz cuando se va?

La historia le sirve a la doctora Cetto para aclarar que entre la mayoría de la población hay una tremenda confusión entre lo que es la corriente eléctrica y lo que es la luz. Asimismo, agrega que aunque es mucho lo que la humanidad ha alcanzado a comprender acerca de este fenómeno, “todavía no nos ponemos de acuerdo exactamente en lo que es. Ha habido congresos enteros dedicados al tema. Sí sabemos mucho más que antes y sería bueno poder compartirlo con todo el mundo y que la gente tenga una mejor idea de qué es la luz, esto que manejamos todos los días y que influye tanto en nuestra vida diaria”.

Luz, fenómeno universal

La luz es el medio por el cual los seres humanos se ven a sí mismos y se ven unos a otros, así como el lugar que ocupamos en el Universo.

Todos los campos de la ciencia están basados en las teorías de la luz y su interacción con la materia. La luz es uno de los principales elementos en nuestra comprensión del Universo y del mundo subatómico. La historia y el estudio de la luz abarcan siglos y han involucrado a las figuras más destacadas de la ciencia. Fue el siglo XX el que vio el nacimiento de las teorías modernas de la luz, la invención y aplicación del rayo láser, el amplio y generalizado despliegue de instrumentos y aparatos basados en la fotónica para el avance de las comunicaciones, la medicina y muchos otros campos en beneficio de la sociedad.

Por ello, un Año Internacional de la Luz es el instrumento ideal para asegurar el aumento de una conciencia mundial acerca del papel central que la luz juega para el presente y el futuro de la humanidad.

De ahí que la también integrante del Comité Internacional del AIL 2015 nos haga ver que se trata de generar una mayor conciencia mundial sobre la importancia de la luz, la óptica y las tecnologías basadas en la luz. Asimismo de fortalecer la enseñanza; promover el acceso a estos nuevos conocimientos y destacar lo esenciales que son para afrontar los retos globales y mejorar la calidad de vida de la gente en nuestras naciones.

La doctora Cetto recalcó que el AIL 2015 no solo implica la divulgación de un evento internacional, sino que “tiene por objetivo fomentar con propuestas de calidad el desarrollo educativo, cultural, científico, tecnológico e innovador que tanta falta le hace a nuestro país”.

La tecnología de la luz es un impulsor fundamental de la economía con un gran potencial para transformar el siglo XXI, así como la electrónica lo hizo en el siglo XX.“La industria asociada a la tecnología óptica, fotónica y luminosa aporta ya a los países en desarrollo más del 30% de su economía”, abundó Cetto, “son impulsores básicos de esta. Las tecnologías basadas en la luz responden directamente a las necesidades de la humanidad proveyendo acceso a la información, promoviendo el desarrollo sustentable, contribuyendo al aumento de la salud y al bienestar de la sociedad; es como para que también los empresarios y los industriales volteen a ver qué estamos haciendo en nuestros países, qué estamos haciendo en México”.Conforme la luz se vuelve la disciplina clave y eje transversal entre la ciencia y la ingeniería del siglo XXI, es esencial que las mentes más brillantes de la juventud se vean atraídas por carreras en este campo.

La científica enfatiza que hay una buena cantidad de centros de investigación, grupos, laboratorios en universidades y en los centros CONACYT, que realizan investigación y desarrollan aplicaciones así como un mejor conocimiento y comprensión de los fenómenos luminosos, ópticos y fotónicos.

“El Año Internacional de la Luz nos brinda asimismo una gran oportunidad para dar a conocer lo que se hace en México y establecer más contactos con el extranjero a través de la organización de conferencias, seminarios y publicaciones”.

Para concluir, la doctora Cetto Kramis agregó que la página del Año Internacional de la Luz en Mé-xico (www.luz2015.unam.mx) permite dar seguimiento a las actividades organizadas a lo largo de este 2015, en donde también se convoca a la participación de la población en general.