Olá, professor Carlos Filhais.

Olá, João Miguel. Está bom?

Tudo bem, professor. Professor Carlos Filhais, uma das tecnologias que aparece muito nos filmes de ficção científica é o raio laser. Até nos filmes, às vezes aquilo fazia barulho.

O barulho já é um efeito sonoro.

É um efeito especial. João Miguel.

Mas há filmes, sei lá, até no Star Trek e nessas coisas, há muitos filmes com essas armas de luz.

É, não é? O que é o laser, professor? É uma super luz, é isso?

De certo modo, podemos dizer que é uma super luz. É uma luz que tem um só comprimento de onda, portanto, é uma luz monocromática, que tem uma só cor. Depois, é uma luz coerente. O que isso quer dizer? Quer dizer que aquilo tem várias ondas, mas todas sincronizadas. Quer dizer, as ondas estão em uníssono, estão sincronizadas. A luz vem dos átomos e os átomos estão sincronizados uns com os outros. Portanto, é uma emissão que é, nós dizemos, coerente. Isso garante aquela intensidade do laser. E por último, é uma luz colimada. O que isso quer dizer? Vai numa só direção. É uma luz que aponta num certo feixe, uma luz muito fininha, portanto, de uma só cor, intensa e numa certa direção.

E como é que se chegou à descoberta dessa luz laser, professor Carlos Filhais?

Isto foi mais uma das grandes ideias do grande Albert Einstein.

Sempre bom.

Sim. O laser é uma ideia que surgiu na cabeça dele há mais de 100 anos, no ano de 1917, portanto, no tempo da Primeira Guerra Mundial. Já se sabia, desde 1913, do modelo atômico do Bohr, que significa que existem umas órbitas, uns estados atômicos, e havia transições. Quando o átomo recebe luz, nós dizemos quando um fotão bate no átomo. O fotão já tinha sido introduzido pelo próprio Einstein, uns tempos antes. Vai pra um estado excitado e depois volta ao outro estado e nessa altura liberta luz. Portanto, os fotões interagem com os átomos e provocam a excitação e a desexcitação dos átomos. Qual foi a ideia dele? A ideia dele é fazer com que os átomos excitados caíssem todos para o estado mais baixo ao mesmo tempo. Quer dizer, temos vários átomos excitados ao mesmo tempo e desexcitados ao mesmo tempo. É isto que garante a tal coerência. É essa a ideia que ele teve. Já que há vários níveis, os átomos do mesmo elemento são os mesmos. A luz que eles emitem é a mesma, mas vamos fazer com que eles saltem. Vamos usar um termo fácil: com que os elétrons saltem para um nível acima em energia ao mesmo tempo. É uma emissão, por isso é que se diz estimulada. E depois eles decaem imediatamente, também ao mesmo tempo. A palavra laser significa, em inglês, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Em português, Amplificação de Luz por Emissão Estimulada de Radiação. Quer dizer, nós precisamos lhes dar uma ordem pra eles saltarem e eles saltem e a seguir, eles respondem. E isso é feito numa pequena câmera de um material que pode ser sólido, pode ser gasoso, pode-se fazer lasers de vários tipos de materiais e que dão vários tipos de luz.

Isso é teoria. Mas depois como é que se passou à prática, professor?

Sim, isso era na teoria. O Einstein não chegou a ver um laser, nunca.

Nunca?

O laser de luz visível, que nós vemos, é do ano de 1960, feito por um americano, Theodore Maiman, nos laboratórios na Califórnia, chamado Hughes Research. Hughes era uma companhia de aviação. Eu sei exatamente o dia, porque é o dia 16 de maio de 1960, porque hoje se comemora o Dia Internacional da Luz, precisamente dia 16 de maio. Como tenho participado nos Dias Internacionais da Luz, porque eu gosto muito de luz. A luz atrai-me.

É caso dos senhores. Boa.

Já houve um Ano Internacional da Luz no ano de 2015 e nesse ano estabeleceu a UNESCO que 16 de maio é o Ano Internacional da Luz. Curiosamente, é o dia de aniversário do Zé Maria Ngago, um físico que infelizmente já nos deixou. Ele nasceu no Dia Internacional da Luz. Ora bem, o Theodore Maiman acendeu o primeiro laser com material sólido, rubi, e é um laser visível. Mas antes disso, tem uma pré-história. O primeiro laser não era bem um laser, era um maser. O que se quer dizer? Não era com luz visível, era com micro-ondas, M de micro-ondas. E portanto, antes do laser, houve o maser. Fez-se a mesma coisa, mas com micro-ondas. As micro-ondas foram bem estudadas no tempo da guerra, até pra usar nos radares. Foi o conhecimento do radar, que é resultado das micro-ondas, que é uma aplicação das micro-ondas, que permitiu a superioridade dos ingleses na guerra que tiveram aérea com os alemães. E a partir da Segunda Guerra, começaram-se a fazer vários estudos dessa luz, a luz invisível de micro-ondas, uma luz que nós usamos nos telemóveis, etc. E conseguiu-se fazer um maser. O mesmo fenômeno foi feito com essa luz invisível. E quem é que fez isso? Foi um senhor americano, Charles Townes, que foi depois premiado com o Nobel de Física em 1964, e deram o Prêmio Nobel também nessa altura a outras pessoas, dois russos. Era o tempo, nessa altura, da Guerra Fria e os russos não sabiam do que estava a cá fazer e havia falta de comunicação entre os dois mundos, o mundo ocidental e o mundo soviético. Mas esse Charles Townes continuou interessado na coisa, no processo do laser. E enfim, de algum modo, quer a prática, quer a teoria, estavam bastante adiantadas em 1960, quando o Theodore Maiman conseguiu a realização no laboratório. Portanto, o Charles Townes continuou a ter uma atividade. Até aos 99 anos, foi conselheiro de vários presidentes americanos e é muito conhecido porque apesar de ser cientista, ao contrário do que muitas vezes as pessoas pensam, era uma pessoa extremamente religiosa. Era um indivíduo com posições muito fortes sobre religião. E, portanto, é de algum modo, um dos pais. O pai é o Einstein. Mas é quem ajudou a realizar na prática, embora, o primeiro não foi exatamente ele. A luz brilhou pela primeira vez num laboratório da Califórnia. Depois disso, aquilo nunca mais parou, aquilo tem aplicações. Na altura que foi inventado o laser de luz visível, chamava-se uma solução à procura de um problema.

Como assim?

Estava ali uma luz, mas não sabia para quê. Aquilo foi feito apenas para compreender a luz. Porque o Einstein tinha sugerido, alguém tinha feito com o micro-ondas, estava um desafio, conseguiu-se fazer com luz visível. Estamos a perceber melhor a luz, estamos a controlar a luz, estamos a conseguir fazer esta emissão de luz, mas para que isso serve? Podia perguntar e perguntou-se. Na altura, não servia para nada. E hoje? E hoje serve para tudo e para mais alguma coisa. Nós temos lasers por todo lado. Temos lasers nas impressoras, temos lasers a ler os códigos de barra dos supermercados, temos lasers para-

Para ler os DVDs.

Para ler os DVDs. Temos lasers nos canais de comunicação por cabo, é o laser que leva o sinal. Temos laser nas cirurgias, foi uma das primeiras aplicações de cirurgia oftalmológica. Temos lasers, já agora noutro domínio, que é lasers para depilação. Temos lasers para corte industrial, quase que não podemos imaginar a vida hoje sem o laser. E já vi, uma coisa que não foi feita para nada disto. O laser não foi feito para nada disto, no entanto, encontrou todas estas aplicações e é até bastante possível que venha a encontrar mais.

Pois, devemos agradecer muito a Einstein, então.

Os hologramas é uma aplicação do laser. Fusão a laser, que agora começou a ser feita, há grandes resultados da fusão a laser, já existe. Aplicações até, enfim, não gosto muito delas, mas há aplicações militares do laser, para miras, para guiar coisas. Até os professores nas aulas usam. Eu tenho laser, comprei nos chineses.

Um daqueles pequeninos para apontar o quadro.

Exatamente. Tem uma luz brutal.

Mas o que os difere a todos é a sua intensidade, é isso? Porque o laser de mão, o seu, não há de ser igual a um laser industrial.

Eu diria que é a potência, em vez de intensidade, a potência. Portanto, há uns lasers menos potentes, significa energia por segundo que eles dão. Há um laser menos potente e há lasers mais potentes. Com certeza, o meu é pouco potente, coitadinho. Mas o laser que se usa para a fusão nuclear, esse é potentíssimo, é dos maiores lasers do mundo, que existe lá para Berkeley, Califórnia. Ora bem, agora, há vários tipos de potência, mas além disso, há vários materiais que os produzem, o que significa que há vários comprimentos de onda. Por exemplo, no Prêmio Nobel da Física deste ano, foi usado um laser de infravermelho, portanto uma luz não visível. E pode-se fazer de infravermelho. O desafio está em fazer com outros tipos, já falei de micro-ondas. Fazer um laser, por exemplo, de raio-X, já se conseguiu, foi uma grande corrida. É mais difícil fazer destes comprimentos de onda mais curtos, portanto, uma luz mais energética, porque os esquemas são mais rápidos, mas já se conseguiu fazer de raio-X e a grande ambição de alguns físicos é fazer um laser de raios gama, que até poderia resultar numa superarma. Já o laser de raio-X é perigosíssimo. Aliás, o laser é para sempre ter cuidado, nunca apontar seja o que for, porque a luz está colimada num feixe, aquilo no olho é preciso afastar. Para aquelas pessoas que foram buscar o laser aos chineses, cuidado com o uso do laser. Eu às vezes até já vi em estádios de futebol. Já vi não, não vou lá, mas soube de casos de pessoas em estádios de futebol que apontam laser, não podem brincar com isso. Devia ser e é proibido, não se pode andar a brincar com essas coisas. Ao fim ao cabo, aquilo tem efeitos prejudiciais. Mas então imagine, já existe o laser de raio-X, o que será um laser de raios gama. Por outras palavras, algumas daquelas explosões dos filmes de ficção científica, com umas armas de luz, etc, enfim, pode vir a ser possível. Pode vir a ser uma realidade.

Portanto, não é um sonho deixado, o raio laser. Na história da ciência e da tecnologia.

Não, de modo nenhum. O engenho humano não acaba. E mesmo conhecendo nós os princípios do laser, é possível arranjar novos materiais que emitem luz. Portanto, a escolha de materiais é variada e pode-se arranjar novos materiais que faz o laser com base neles. E até há lasers que normalmente um só laser dá uma certa luz com uma certa cor. Mas pode haver lasers que têm reações químicas e ao fazer reações químicas, mudam de substância e muda de cor. E isso pode-se fazer com botão ajustável. Quer dizer, há certos lasers, são lasers ditos decorantes, em que uma pessoa com botão consegue mudar a cor do laser. E isto é uma coisa também espetacular. E útil, espetacular e útil. A gente pode querer regular como quem regula qualquer coisa num aparelho qualquer, regular o comprimento de onda da luz emitida. Portanto, o laser já tem teoricamente mais de 100 anos, na prática mais de 50, e tem um brilhante futuro à sua frente.

Muito bem. Professor, não se esqueça de partilhar o programa desta semana nas redes sociais. Aos ouvintes que nos escutam no telemóvel, colocamos uma pergunta. Nos escutam no telemóvel, na plataforma Spotify. A pergunta é a seguinte: em que ano brilhou o primeiro laser de luz visível? 1953, 1960 ou 1962? Vá lá responder à nossa pergunta.

Eu não vou, que eu sei.

O professor sabe.

Eu acho que disse.

Eu também acho que sei. Disse. Enviem-nos sugestões, críticas, perguntas: ouvinte@observador.pt. Professor Carlos Filhais, foi um gosto, uma vez mais, e até para a semana.

O gosto foi meu. Até para a semana.