Lo más seguro es que la palabra fotónica no forme parte de tu vocabulario habitual, pero las tecnologías desarrolladas en este campo son cada vez más usadas en el discurrir diario de nuestras vidas.
Si atendemos a la definición que da la RAE de la fotónica: «Perteneciente o relativo a los fotones» lo más seguro es que esto no os diga nada, a no ser que conozcáis trabajos de investigación como los del gran físico Albert Einstein. Concretamente su explicación del fenómeno fotoeléctrico descubierto por Hertz en 1887 y por el que, curiosidades de la vida, Einstein recibió hace exactamente 100 años (1921), el premio Nobel y no por su famosa teoría de la relatividad.
La fotónica se entiende mejor si usamos otras definiciones, como la formulada por la plataforma española fotónica21 de la que CARTIF forma parte:
«La Fotónica es la ciencia del aprovechamiento de la luz, cubriendo la generación, detección, gestión del guiado, manipulación de la luz y, lo que es más importante, su utilización en beneficio de la humanidad»
Por tanto, la luz es el centro de la fotónica. Fenómeno físico cuya explicación ha necesitado de cientos de años y de grandes genios para su comprensión sino en su totalidad al menos en un alto grado. Desde las escuelas griegas con Aristóteles y Euclides como ejemplos destacados, numerosos científicos, como Al Haytham, Newton, Young, Maxwell o el propio Einstein dedicaron parte de su vida a dar respuesta a la pregunta ¿Qué es la luz?.
Si resumimos algunas de las conclusiones de estos padres de la fotónica, podemos decir que la luz se define tanto por una onda como por una partícula, lo que se ha denominado la dualidad onda-partícula de la luz. Esta dualidad fue fuente de enconadas discusiones como la llevada a cabo entre Huygens y Newton en el siglo XVII, Huygens defendía la naturaleza ondulatoria de la luz, mientras que Newton solo entendía la luz como un conjunto de corpúsculos luminosos. En el siglo XIX fueron Young con su famoso experimento de la doble rendija y Maxwell con su tratado del electromagnetismo los que confirmaron la naturaleza ondulatoria de la luz, mientras que a principios del siglo XX, Plank y Einstein demostraron la necesidad de cuantificar la luz en forma de paquetes discretos de energía para poder explicar la radiación de un cuerpo negro y el ya mencionado efecto fotoeléctrico. En 1926, Gilbert Lewis denominó fotón a este «quantum» de energía.
Por otra parte, la luz no es solo la radiación que podemos ver con nuestros ojos, lo que se conoce como el espectro visible, sino que también se asocia a la radiación infrarroja, la ultravioleta, los microoondas, las ondas de radio y a los rayos X y gamma ya que dichas radiaciones son de la misma naturaleza como demostró Maxwell. De hecho, la International Society of Photonics and Optics (SPIE) en su informe anual del 2020 establece que la fotónica cubre todo el rango del espectro electromagnético, desde los rayos gama hasta las ondas de radio.
Podríamos decir, de forma simplificada que:
«La luz está formada por un conjunto de partículas, llamadas fotones, que se propagan en forma de ondas electromagnéticas con un amplio rango de frecuencias.»
Donde los fotones son partículas de luz que interaccionan con la materia a nivel subatómico. De forma que si estas partículas tienen el valor adecuado de energía, definido por la frecuencia de la onda, provocarán que los electrones de los átomos absorban su energía y se posicionen en niveles superiores de energía. Del mismo modo, estas partículas de luz son liberadas en los átomos cuando los electrones regresan de forma espontánea o estimulada a niveles de energía menores o más estables.
Pues bien, estos fenómenos que ocurren a nivel subatómico son la base para el desarrollo de dispositivos como los LED o los LASER sin los cuales no podríamos, entre otros usos, mejorar la eficiencia energética de nuestras casas o tener cada vez mayores anchos de banda en las comunicaciones por fibra óptica. Estas son una pequeña parte de las aplicaciones de la fotónica, pero da una idea de la magnitud de su importancia ya que está presente en un sinfín de sectores de aplicación.
Por lo que cuando enciendas las luces, oigas las noticias en la radio o las veas en la televisión, te conectes por internet mediante fibra óptica o a través de wireless con tu tablet o smartphone para ver tu serie favorita, actives los sensores de la alarma de tu casa, te hagas fotos, calientes tu desayuno en el microondas e infinidad de acciones más del día a día, piensa como la fotónica ha cambiado nuestras vidas. No es de extrañar que el siglo XXI se haya definido como el siglo del fotón del mismo modo que el siglo XX fue el del electrón y que la fotónica sea una de las tecnologías claves para que la humanidad siga su desarrollo y supere muchos de los complicados retos a los que se enfrenta actualmente y a los futuros.
Desde el 2020 CARTIF forma parte de PhotonHub Europe una plataforma formada por más de 30 centros de referencia en fotónica de 15 países europeos en el que más de 500 expertos en fotónica ofrecen su apoyo a empresas (principalmente PYMES) para ayudarlas a mejorar sus procesos productivos y productos a través del uso de la fotónica. Para ello se han articulado hasta el año 2024 acciones formativas, de desarrollo de proyectos y de asesoramiento a nivel técnico y financiero. Por otro lado, para estar al tanto de lo que ocurre en el mundo de la fotónica os animamos a formar parte de la comunidad creada en PhotoHub Europe. En esta comunidad podéis estar al tanto de las actividades de la plataforma como de noticias y eventos relacionados con la fotónica.
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