Cómo las microondas fueron una revolución científica que nos ayuda a revelar los secretos del universo
Pueden transportar grandes cantidades de información; cocinar alimentos o interferir en los dispositivos electrónicos del enemigo
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“El Papa está mirando. Más vale que esto funcione...”. Quizás estos pensamientos pasaron por la mente de Guglielmo Marconi en 1932, cuando instaló una antena especial en los jardines del Vaticano, mientras su santidad el papa Pío XI observaba. Esta antena formaba parte de un nuevo enlace de radio que conectaba el Vaticano con la residencia de verano del Papa, Castel Gandolfo. Y no era un enlace de radio cualquiera. Este utilizaba microondas, ondas de radio con frecuencias muy altas.
Marconi también instaló un sistema de comunicaciones por microondas portátil acoplado a un automóvil. Este conectaba al Papa, mientras estaba de viaje, con el Vaticano. Algunos afirmaron que ese fue el primer teléfono móvil, aunque era muy grande. Trece años antes, Marconi había ganado el Premio Nobel de Física por sus contribuciones a la telegrafía inalámbrica. La era de la radio estaba en pleno apogeo. Pero, cuando Marconi se dedicó a las microondas, estaba adentrándose en una parte del espectro radioeléctrico con propiedades muy especiales.
Las microondas pueden transportar grandes cantidades de información. También pueden cocinar alimentos o interferir en los dispositivos electrónicos del enemigo. Las microondas incluso ayudaron a revelar los orígenes del universo.
Pip-pip-pip
Mucho antes de que Marconi construyera un teléfono de microondas para el Papa, alguien ya había experimentado con frecuencias similares. A finales del siglo XIX, un brillante científico indio llamado Jagadish Chandra Bose, hoy tristemente olvidado, desarrolló algunas de las primeras tecnologías de microondas. Entre ellas se encontraba el primer equipo para generar ondas milimétricas, las mismas que utilizan hoy en día los dispositivos 5G. En 1895, Bose demostró que las ondas milimétricas podían hacer sonar una campana e incluso disparar un arma a distancia.
Podría decirse que Marconi debe parte de su fama a Bose. El 12 de diciembre de 1901, utilizando una frecuencia que no era de microondas, el inventor italiano llevó a cabo la primera transmisión de radio transatlántica. Sentado en una cabaña en lo alto de un acantilado de Terranova, escuchó durante muchas horas un torbellino de ruidos en sus auriculares, hasta que oyó lo que estaba esperando. Pip-pip-pip.
El código Morse de la letra S. Frenéticamente, le pasó los auriculares a su colega y le preguntó: “¿Oís algo?”. Él podía oírlo. Fue una hazaña increíble. Esas ondas de radio habían viajado más de 3200 kilómetros desde el sur de Inglaterra, a través de mar abierto. En aquel momento, su récord de transmisión de radio a larga distancia era de solo 130 kilómetros.
En los años transcurridos desde entonces, algunos cuestionaron si la transmisión realmente ocurrió tal y como la describió Marconi. Sin embargo, investigaciones recientes demuestran que era teóricamente posible, incluso con su primitivo equipo de radio. Entre ese equipo se encontraba un dispositivo llamado cohesor, un sencillo detector de señales de radio. Y aunque los registros son algo confusos, parece que este cohesor fue diseñado nada menos que por Bose. “Se le ocurrieron instrumentos fascinantes”, afirma el biógrafo de Bose, Sudipto Das.
Pero Bose estaba, quizás, demasiado adelantado a su tiempo. Por un lado, a principios del siglo XX había pocos usos útiles para las microondas que no fueran ya factibles con ondas de radio de menor frecuencia. Bose dejó de centrarse en la física para dedicarse a su mayor interés, la fisiología vegetal, y “casi cayó en el olvido”, afirma Das.
Pochoclos con magnetrón
Sin embargo, la Segunda Guerra Mundial volvió a dar importancia a las microondas. El radar permitía a los ejércitos detectar aviones enemigos haciendo rebotar señales de radio en ellos. Y un dispositivo de microondas llamado magnetrón de cavidad, desarrollado en Reino Unido en 1940, resultó ser una de las tecnologías de radar más potentes y eficaces que existieron en la época. Lo suficientemente pequeño como para instalarlo en aviones, su fantástico alcance y precisión dieron a los países aliados una ventaja importante que les ayudó a ganar la guerra.
También fue un magnetrón emisor de microondas lo que inspiró al ingeniero de Raytheon, Percy Spencer, a inventar los hornos microondas en 1945. Una barra de maní que llevaba en el bolsillo comenzó a derretirse cuando pasó junto a los magnetrones en un laboratorio. Y cuando más tarde levantó un paquete de pochoclos, estas estallaron y “explotaron por todo el laboratorio”, según relató más tarde un artículo de Reader’s Digest.
Esto ocurre porque, a determinadas frecuencias, las microondas excitan las moléculas del interior de los alimentos, haciendo que vibren a la misma frecuencia. La fricción resultante calienta los alimentos. En el caso de los hornos microondas, la frecuencia elegida es de 2,4 gigahercios (GHz), la misma frecuencia que utilizan muchos routers wifi. Sin embargo, los routers emiten microondas a niveles de potencia mucho más bajos que los hornos microondas, por lo que no se puede hacer pochoclos simplemente navegando por Internet.
Elegir la frecuencia adecuada para cocinar es muy importante, afirma Caroline Ross, del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Las microondas de 2,4 GHz penetran bien en los alimentos y esta frecuencia también permite una absorción uniforme de la radiación por parte de las moléculas de los alimentos. “Cuando se alcanza una frecuencia más alta, como decenas de gigahercios, la profundidad de penetración es bastante pequeña, por lo que casi cualquier cosa la bloquea, incluso el agua del aire”, explica.
Las microondas son especiales en parte debido a esa capacidad de interactuar con la materia en determinadas frecuencias. Quizás, recalentar las sobras de la cena pueda no parecer muy dramático, pero ¿qué hay de utilizar microondas para inducir ruidos en la cabeza de las personas?
Síndrome de La Habana
El personal militar que trabajó cerca de grandes instalaciones de radares de microondas construidas durante la Segunda Guerra Mundial recordó más tarde que podían sentir el funcionamiento del radar. “Era posible oír la frecuencia de repetición del radar cuando estábamos cerca de la antena”, escribió un testigo en la década de 1950.
James Lin, profesor emérito de la Universidad de Illinois en Chicago, escuchó estas historias e intentó reproducir el efecto en su laboratorio durante la década de 1970. “Básicamente, me utilicé a mí mismo como conejillo de indias”, recuerda, mientras describe cómo instaló una antena de microondas y la apuntó directamente a su cabeza.
Lin sugirió que las microondas indujeron ondas de presión dentro de su cabeza, que él percibió como sonido. Para evitar que se le cocinara el cerebro, mantuvo los niveles de potencia bajos. “Podía oír el pulso”, afirma. “El hecho de que siga vivo... supongo que no fue tan grave”. Esto se conoció como el efecto auditivo de las microondas y podría ayudar a explicar una serie de misteriosas enfermedades denunciadas por diplomáticos estadounidenses en todo el mundo, sobre todo en La Habana, Cuba.
Las víctimas del llamado síndrome de La Habana afirman experimentar extraños chirridos, una sensación de presión en los oídos, mareos, náuseas y pérdida de memoria. ¿Estaba un enemigo dirigiendo un haz de microondas hacia estas personas? Aunque algunos descartaron esta hipótesis, Lin afirma que sigue siendo la explicación más plausible para los síntomas auditivos.
Las armas de microondas existen, aunque tienden a tener máquinas como diana, en lugar de a personas. El ejército estadounidense tiene misiles que pueden destruir dispositivos electrónicos con microondas, por ejemplo. Las microondas pueden incluso derribar drones. Por el contrario, Lin desarrolló formas de utilizar las microondas para curar, usándolas, por ejemplo, para tratar enfermedades musculares y latidos cardíacos irregulares. En cuanto a esto último, afirma que es posible insertar un pequeño dispositivo emisor de microondas en el corazón, a través de un catéter, con el fin de destruir el tejido cardíaco anormal. Esta técnica, ahora ampliamente utilizada, es menos invasiva que la cirugía a corazón abierto, señala: “Basta con aplicar un pulso de alta potencia, una microonda, para quemar el tejido”.
El universo habla
Pero, las microondas no solo salvan vidas. También han ayudado a revelar los orígenes del universo. A principios de la década de 1960, los radioastrónomos Arno Penzias y Robert Woodrow Wilson intentaron utilizar una gran antena con forma de cuerno en el estado estadounidense de Nueva Jersey como radiotelescopio. Pero no dejaban de captar un molesto silbido o interferencia.
En un momento dado, pensaron que esto se debía a los excrementos de paloma en la antena, por lo que ahuyentaron a las aves y limpiaron el desastre. Sin embargo, las aves no tenían la culpa. Lo que Penzias y Wilson estaban oyendo era el sonido del propio universo. “Es una instantánea de los primeros tiempos”, afirma Sean McGee, de la Universidad de Birmingham.
Penzias y Wilson habían descubierto lo que hoy llamamos radiación cósmica de fondo de microondas, un vestigio del Big Bang, cuando el universo explotó hace aproximadamente 13.800 millones de años. Penzias y Wilson ganaron de forma compartida el Premio Nobel de Física de 1978 por su trabajo.
La radiación residual que detectaron está presente en todo el cosmos. Una pequeña parte de la estática nevada que aparece en las pantallas de televisión analógicas se debe a ella. En otras palabras, hasta que las pantallas LED tomaron el relevo, la gente captaba restos del Big Bang en sus salones.
Los satélites acabaron ayudando a los astrónomos a cartografiar el fondo cósmico de microondas, registrando sus fluctuaciones como ligeras diferencias de temperatura. Esas fluctuaciones parecen haber influido en el lugar donde se formaron las galaxias a medida que el universo se expandía. “Todos somos el resultado de las fluctuaciones cuánticas en los inicios del universo, que luego dieron lugar a las galaxias”, afirma McGee.
Hoy en día, la gente utiliza microondas para cualquier llamada internacional que se conecta por satélite. Un gran salto desde el equipo instalado en un vehículo que Marconi instaló para el Papa en la década de 1930.
Es bastante apropiado que mucha gente utilice las microondas para comunicarse entre sí día tras día, ya que así es también cómo el universo se ha comunicado con nosotros, ayudándonos a confirmar nuestra comprensión de la mayor historia de todos los tiempos. La historia de cómo empezó todo.
*Por Chris Baraniuk
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