Los medidores Tanawa

Estaban en el Laboratorio 3 del Departamento de Física de la Luz, en las afueras de Roma. Allí, en lo que una vez fue el centro del mundo, estaba teniendo lugar un experimento rutinario: medir la energía transmitida por un haz de luz altamente coherente, eso que en el siglo pasado llamaban láser.

Se trataba de un láser amarillo: una banda lateral π del doblete D del sodio conseguida mediante un desdoblamiento magnético. Nada que no fuera conocido desde el siglo XX. Tanawa y Smith, del Max Planck Instituts für Quantenoptik, habían desarrollado a finales del siglo XXI un método para medir exactamente la energía portada por un haz electromagnético altamente coherente, ya fuera un laser o un maser. Demostraron que era una manera más efectiva de medir la frecuencia exacta de una onda electromagnética, suponiendo que se conocieran bien las constantes físicas, o de medir las constantes, suponiendo que se conocieran bien la energía y la frecuencia.

Jensez le estaba contando el experimento a sus estudiantes de doctorado:

-La luz amarilla que usamos está aproximadamente a 589 nanómetros. Podemos controlar su frecuencia exactamente gracias al efecto Zeeman, controlando el campo magnético. Si no hubiera campo magnético no veríamos esta línea lateral, pero como saben, el valor del campo magnético afecta directamente a la separación de esta línea de la línea principal. Ahora, si me acompañan...

Jensez les mostró el medidor Tanawa: un aro de metal alrededor del haz de luz, midiendo el campo magnético en su interior, en particular la parte magnética del haz electromagnético al que normalmente llamamos luz.

-Pueden observar el medidor Tanawa, un resultado del trabajo de... ¿Carla?
-Tanawa y Smith en 2083, señor Jensez.
-Correcto. El aro mide el campo magnético en su interior. Está hecho de una aleación extremadamente pura de plata y titanio, la plata porque, como saben, es un conductor eléctrico incluso mejor que el cobre, de hecho si no fuera por su precio, los cables se harían de plata en lugar de cobre, y el titanio para evitar... ¿Romano?
-Las corrientes de Foucault, señor Jensez.
-Exacto.

Los estudiantes seguían al profesor como los pollitos a la gallina, con sus batas de laboratorio y sus libretas de apuntes.

-En el aro del Tanawa se crea una corriente eléctrica que medimos con gran precisión, tanto de escala como temporal. Así podemos calcular exactamente el campo electromagnético de ese rayo amarillo, y con ello su energía exacta. Su potencia, en realidad. Así podemos fabricar aparatos médicos que necesitan gran precisión de dosificación, por ejemplo, o medir las pérdidas que se producen en las señales de comunicación láser o en las fibras ópticas gigamétricas. Hemos avanzado mucho desde las fibras monomodo de finales del XX. Ahora alcanzamos pérdidas de menos del uno por mil en mil kilómetros de fibra, y eso necesita medidores de gran precisión.

Jensez miró su reloj.

-Bueno chicos, esto es todo por hoy. Nos vemos mañana en clase de problemas. Recuerden llevar la solución exacta al átomo de helio.

Mientras los alumnos salían, Jensez se dirigió al Laboratorio 4, donde estaba teniendo lugar un experimento muy parecido, pero en condiciones de estricto vacío, para averiguar la influencia de las fluctuaciones cuánticas en la intensidad del haz. Nada particularmente importante, pero digamos que tampoco era un experimento rutinario.

Sin embargo, algo no cuadraba.

A lo largo del haz había cinco medidores Tanawa. Si el vacío no afectaba, todos deberían marcar lo mismo, la energía suministrada al fotoemisor de sodio. Y si afectaba, deberían marcar la dispersión del haz, en frecuencia y dirección. Pero el haz se mantenía perfectamente colimado y, sin embargo, marcaban menos energía.

Llevaban teniendo el mismo problema durante varios años. Al principio era muchísimo menor, y pensaron que se trataba de un problema de colimación del haz. Pero cuando compraron, tras dos años de discusiones presupuestarias con el decano, un colimador mejor, y luego un fotoemisor autocolimante, las cosas empeoraron.

La Física, desde los remotos tiempos de Newton, sabía que la energía no desaparece. Con Einstein y Planck llegaron a entender que la energía y la materia eran lo mismo, y que grandes concentraciones de energía podían dar lugar a la aparición de partículas. Quizá era lo que pasaba en la cámara de vacío. Pero el experimento llevaba años funcionando. Había perdido energía suficiente como para generar una cantidad de partículas medible. Y el vacío seguía siendo perfecto, y los medidores externos seguían sin indicar partículas que escapasen.

Algo imposible estaba ocurriendo: estaba desapareciendo energía. Cuanto más perfecto era el haz, más energía desaparecía.