Para quienes gozamos del sentido de la vista, la luz representa el medio principal a partir del cual podemos percibir, aprender, apreciar y disfrutar el mundo que nos rodea. Además, ésta desempeña un papel esencial en la forma que utilizamos para comunicarnos; sin embargo, también hay luz que no es perceptible para nuestros ojos y no por ello resulta menos importante; al contrario, cada vez cobra mayor relevancia su detección, estudio y aplicación.

La luz puede ser catalogada como una onda de naturaleza electromagnética en la que sus diferentes colores representan distintas longitudes de onda, aunque también puede ser concebida como un flujo de partículas sin masa (fotones), cuyo color está asociado a la cantidad de energía de la luz que representan. De esta forma, la luz amarilla tiene más energía que la roja, pero menos que la verde; y esta última es menos energética que la azul. Todos los colores mencionados corresponden a un rango de luz perceptible a través de nuestros ojos, pero en ambos extremos de este intervalo de colores existe luz que no es visible. Hacia la región roja, existe luz menos energética, como la infrarroja, las microondas y las ondas de radio; mientras que en la región más energética que la azul, se localizan la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma.

Aunque en las noches parece que todo es oscuridad, resulta que en realidad nos llega luz, pero de muy baja intensidad, proveniente de lugares tan distantes que ni siquiera podemos, en algunos casos, imaginarnos. Y es quizás, en tal oscuridad, que el ser humano se ha inspirado para desarrollar los instrumentos que le han permitido estudiar esa luz y darse cuenta de hasta qué punto, tanto la Tierra como quienes tenemos la suerte de habitarla, somos sólo una pequeña parte de un universo inmenso y que, muy probablemente, haya otros lugares muy similares a nuestro planeta. Esto es, hay muchas estrellas, algunas de ellas, probablemente, con sistemas planetarios similares a nuestro sistema solar.
     La luz de estos objetos celestes es estudiada por la astronomía y gracias a ella podemos saber de qué están hechos, qué edad tienen, qué tan lejos están de nosotros y una gran cantidad de información más. Ciertamente, no basta sólo con observarla, debemos también registrarla para, posteriormente, analizarla y, mientras más luz podamos colectar, mejor será nuestro análisis; es por eso que diversos telescopios se diseñan y construyen, cada vez más grandes y con detectores cada vez más sensibles, pues la luz es la materia prima de la astronomía.
     En México, en particular en el propio INAOE, se tiene acceso a una buena parte del espectro electromagnético: desde las ondas milimétricas, que sensa el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, hasta los rayos gamma —detectados por el observatorio HAWC (High Altitude Water Cherenkov)—, pasando por la región del óptico y el infrarrojo, que se captan en el Observatorio Astrofísico Guillermo Haro, localizado en Cananea, Sonora.

Para la humanidad, el dominio del fuego no sólo representó la posibilidad de cocer alimentos, sino también la de iluminar lugares oscuros; no obstante, esta forma de iluminación no era fácil de mantener y resultaba peligrosa, por lo que los humanos de la época desarrollaron otras formas más seguras de producir luz. Pero, fue hasta principios del siglo XX cuando se utilizó, por primera vez, la energía eléctrica para generar luz a través de la lámpara incandescente, desplazando por completo las lámparas de keroseno, e iniciando una revolución tecnológica sin precedente en la historia humana.

     Es indudable que el desarrollo de la electrónica ha transformado de manera significativa nuestra vida. La luz ha jugado un papel trascendental en las comunicaciones y en la fabricación de circuitos integrados, que pueden contener millones de transistores en unos cuantos milímetros cuadrados de área a través de la litografía. Es precisamente esta tecnología —la litografía— la que está detrás de los procesadores de computadoras más rápidos, chips de memoria masiva, cámaras digitales de alta resolución y dispositivos inteligentes, entre otros.
     Además, con las unidades conocidas como fotovoltaicas se puede generar energía eléctrica a partir de la luz, como lo hacen las famosas celdas solares.
     En particular, con el afán de obtener formas más limpias para generar energía eléctrica, se está utilizando el propio Sol como fuente de luz, proveedora de energía térmica, que también se está empezando a utilizar para calentar agua destinada a diversos usos domésticos e industriales.

Actualmente, el proyecto más importante del área de Electrónica del INAOE es la puesta en marcha del Laboratorio Nacional de Nanoelectrónica (LNN), el cual permitirá llevar a cabo desarrollos en las áreas de materiales nanoestructurados, así como dispositivos y sistemas nanoelectrónicos, pero aquí también se desarrolla investigación en un área que ha cobrado gran relevancia: la generación de energía eléctrica a partir de la luz solar, en la cual, se investiga el uso de nuevos materiales para la fabricación celdas híbridas (orgánicas-inorgánicas), con el fin de producir energía eléctrica de bajo costo.

La luz, como onda electromagnética, también ha permitido la comunicación a grandes distancias. Actualmente, la mayoría de las comunicaciones se realiza por medio de la luz, la cual no siempre es propagada de manera inalámbrica. De hecho, las comunicaciones han sido revolucionadas en su capacidad y velocidad, gracias a que la luz se transporta mediante fibras ópticas. Sin embargo, la luz posee otras propiedades que, a pesar de no ser visibles, resultan útiles cuando deben interaccionar con algún material. De este estudio y muchos otros temas se encarga la óptica que, de manera general, incluye la generación, la propagación, la orientación y la detección de la luz, así como su interacción con la materia.
     En el INAOE, se trabaja en diferentes ramas de la óptica, desde las más modernas, como la biofotónica, los láseres, las fibras ópticas, las celdas fotovoltaicas y la holografía, hasta las clásicas como el diseño óptico, la interferometría y la difracción de la luz.

Un área del conocimiento muy importante para la humanidad y que está siendo invadida por el uso de la luz es la medicina, en cuya práctica se utiliza tanto la luz visible como la invisible, para determinar, en primer lugar, el grado de salud de algún individuo y, posteriormente, para tratar algunas alteraciones. La luz también es empleada en la modificación de la forma de las córneas, con el fin de corregir miopía, hipermetropía, astigmatismo y presbicia. 
     El invento del bisturí láser revolucionó todo tipo de cirugías, al aumentar significativamente la precisión con la que los cirujanos pueden realizar incisiones. Esta técnica también es utilizada para destruir cálculos en la vejiga.
     Por otro lado, en algunos casos, es necesario hacer inspecciones a las partes más internas del cuerpo y la luz resulta ser el instrumento idóneo, por ejemplo, es el caso de los rayos X y las tomografías. Irradiar tejido canceroso es, también, una opción en estudio actualmente. Incluso, su uso en la eliminación de arrugas, manchas y vello para mejorar la estética de las personas es muy amplio.
     En el INAOE se realiza investigación en el área de la óptica clásica, en temas fundamentales para varias aplicaciones en medicina, pero también se realiza estudios enfocados a problemas específicos como: la detección temprana del cáncer de piel utilizando luz; la visualización del tejido cerebral mediante la utilización de ondas de terahertz; el desarrollo de modelos del ojo humano como sistema formador de imagen, para mejorar las cirugías dedicadas a corregir los problemas visuales ya mencionados; la cavitación como mecanismo para inyectar medicamentos o vacunas de manera indolora y a la hora indicada; el uso de fibras ópticas para el diagnóstico y tratamiento de diversos padecimientos, y el diseño de microscopios para la visualización de muestras biológicas.

Por supuesto, nuestra cultura también nos ha posibilitado desarrollar instrumentos y técnicas que permiten ver cosas muy pequeñas o, incluso, transparentes. En la mayoría de los casos, la inspección es realizada a partir de algún elemento electrónico, por lo que posteriormente es necesario convertirlo en una imagen, la cual puede ser alterada mediante algún proceso digital o programa computacional, con el objetivo de resaltar detalles indicadores que, de otra forma, no serían visibles. En el Laboratorio de Visión por Computadora, del INAOE, se realizan, entre otras actividades, análisis de imágenes, desarrollo de sistemas de información y simulación, siempre con aplicaciones diversas, como ocurre en el análisis de imágenes médicas o en los sistemas de vigilancia.

Las aplicaciones de todo lo mencionado son muy variadas, tanto en el ámbito doméstico como en el científico y el industrial, y es debido al enorme impacto que la luz ha tenido, tiene y tendrá en diversas áreas del quehacer humano, que la UNESCO decretó el 2015 como “Año internacional de la luz y las tecnologías basadas en ella”, por lo que, desde el INAOE, nos hemos sumado a este gran festejo, no sólo porque es un hilo conductor de nuestras cuatro áreas de investigación, sino porque creemos que, además de posibilitar que el gran público advierta la importancia de la luz, esta acción también puede ser un detonador que fomente vocaciones científicas y tecnológicas en muchas áreas de la ciencia, incluidas las nuestras.  

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