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- Autor, Chris Baraniuk
- Título del autor, Servicio Mundial de la BBC
- 52 minutos
"El Papa está observando. Más vale que esto funcione…". Tal vez estas palabras cruzaron por la mente de Guglielmo Marconi en 1932, mientras instalaba una antena especial en los jardines del Vaticano, bajo la mirada del papa Pío XI.
Dicha antena era parte de un innovador enlace de radio que conectaba el Vaticano con la residencia de verano del Papa, Castel Gandolfo. Pero no se trataba de un enlace convencional, ya que empleaba microondas, ondas de radio con frecuencias extremadamente altas.
Además, Marconi implementó un sistema de comunicaciones por microondas móvil, integrado en un automóvil. Este enlace permitía al Papa, durante sus viajes, mantenerse comunicado con el Vaticano. Algunas fuentes consideran que se trató del primer teléfono móvil, aunque su tamaño era considerable.
Trece años antes, Marconi había sido galardonado con el Premio Nobel de Física por sus avances en telegrafía inalámbrica. La era de la radio estaba en auge, pero al adentrarse en el espectro de microondas, exploraba una zona con características singulares.
Las microondas permiten transmitir grandes volúmenes de información; también son capaces de calentar alimentos o alterar dispositivos electrónicos enemigos. Incluso han sido fundamentales para descubrir los orígenes del universo.
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Pip-pip-pip
Mucho antes de que Marconi inventara un teléfono por microondas para el Papa, otros ya exploraban frecuencias similares.
A finales del siglo XIX, el brillante científico indio Jagadish Chandra Bose, hoy poco reconocido, creó algunas de las primeras tecnologías relacionadas con las microondas.
Entre sus aportes destacó el primer dispositivo capaz de generar ondas milimétricas, las cuales se emplean actualmente en dispositivos 5G. En 1895, Bose demostró que estas ondas podían activar campanas e incluso accionar un arma a distancia.
Es posible afirmar que Bose influyó notablemente en la fama que alcanzó Marconi.
El 12 de diciembre de 1901, utilizando una frecuencia fuera del rango de microondas, el inventor italiano realizó la primera transmisión transatlántica de radio. Desde una cabaña ubicada en un acantilado en Terranova, escuchó durante horas un ruido confuso en sus auriculares hasta que percibió lo esperado.
Pip-pip-pip.
Era el código Morse para la letra S. Emocionado, pasó los auriculares a su colaborador y le preguntó si también escuchaba algo. Él confirmó que sí.
Este logro fue extraordinario: esas ondas de radio viajaron más de 3200 kilómetros desde el sur de Inglaterra, sobre el océano. Hasta entonces, el récord para transmisiones a larga distancia era apenas de 130 kilómetros.
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Desde entonces, algunas voces han cuestionado si este evento se desarrolló tal como lo narró Marconi. Sin embargo, estudios recientes indican que, incluso con su limitado equipo de radio, la hazaña era teóricamente viable.
Parte del equipo incluía un dispositivo llamado cohesor, un detector sencillo para señales de radio. Aunque los registros son algo confusos, se cree que Bose diseñó dicho cohesor.
"Inventó dispositivos fascinantes", explica Sudipto Das, biógrafo de Bose.
Sin embargo, Bose estaba posiblemente adelantado a su época. A comienzos del siglo XX, las aplicaciones prácticas de las microondas eran limitadas en comparación con las ondas de radio de baja frecuencia. Bose abandonó la física para dedicarse a la fisiología vegetal, y por ello, «casi cayó en el olvido», comenta Das.
Palomitas de maíz con magnetrón
En cambio, la Segunda Guerra Mundial volvió a poner en valor las microondas.
El radar permitía a los ejércitos identificar aviones enemigos al reflejar señales de radio sobre ellos. Un dispositivo de microondas, el magnetrón de cavidad, creado en Reino Unido en 1940, fue una de las tecnologías radar más potentes y efectivas de ese periodo.
Compacto para su instalación en aviones, su alcance y precisión proporcionaron a los aliados una ventaja decisiva que contribuyó a la victoria.
Fue también un magnetrón el que inspiró al ingeniero de Raytheon, Percy Spencer, a desarrollar los hornos microondas en 1945.
Unos cacahuetes que llevaba en el bolsillo comenzaron a derretirse al acercarse a los magnetrones en el laboratorio, y cuando levantó una bolsa de palomitas, estas estallaron «por todo el laboratorio», según un artículo de Reader's Digest.
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Esto se debe a que, en ciertas frecuencias, las microondas excitan las moléculas dentro de los alimentos, provocando su vibración a la misma velocidad. La fricción resultante genera calor en el alimento.
En los hornos microondas, la frecuencia utilizada es de 2,4 gigahercios (GHz), coincidiendo con la de muchos routers wifi. Sin embargo, los routers emiten microondas con potencias mucho menores que los hornos, por lo que no es posible hacer palomitas simplemente navegando por Internet.
La selección de la frecuencia adecuada para cocinar es crucial, explica Caroline Ross, del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Las microondas de 2,4 GHz penetran adecuadamente en los alimentos y permiten que la radiación sea absorbida de manera uniforme por sus moléculas.
"A frecuencias más elevadas, como varias decenas de gigahercios, la penetración es muy limitada, de modo que casi cualquier cosa la bloquea, incluso el vapor de agua en el aire", detalla.
Las microondas destacan por esa capacidad para interactuar con la materia en frecuencias específicas. Tal vez recalentar las sobras no parezca un gran avance, pero ¿qué tal usar microondas para provocar ruidos en la cabeza de las personas?
Síndrome de La Habana
El personal militar que trabajó cerca de grandes instalaciones radar de microondas construidas durante la Segunda Guerra Mundial recordó poder percibir el funcionamiento del radar.
"Era posible oír la frecuencia de repetición del radar cuando nos encontrábamos próximos a la antena", dijo un testigo en la década de 1950.
James Lin, profesor emérito en la Universidad de Illinois en Chicago, escuchó estas anécdotas y se propuso replicar el efecto en su laboratorio durante los años 70.
"Prácticamente me convertí en conejillo de indias", recuerda, mientras describe cómo colocó una antena de microondas apuntando directamente a su cabeza.
Lin sugirió que las microondas inducían ondas de presión dentro del cráneo, que él interpretaba como sonido. Para evitar daños cerebrales, mantuvo la potencia baja. "Podía escuchar el pulso", afirma. "Que aún esté vivo… supongo que no fue tan dañino".
Este fenómeno es conocido como efecto auditivo de las microondas y podría explicar varias enfermedades misteriosas reportadas por diplomáticos estadounidenses en todo el mundo, particularmente en La Habana, Cuba.
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Las personas afectadas por el llamado síndrome de La Habana reportan oír ruidos extraños, sentir presión en los oídos, mareos, náuseas y problemas de memoria.
¿Podría tratarse de un haz de microondas dirigido contra estas personas por un adversario? Aunque algunos rechazan esta hipótesis, Lin sostiene que sigue siendo la explicación más probable para esos síntomas auditivos.
Existen armas basadas en microondas, aunque suelen tener como objetivo máquinas, no personas. Por ejemplo, el ejército estadounidense dispone de misiles capaces de inhabilitar dispositivos electrónicos mediante microondas; incluso pueden derribar drones.
Por otro lado, Lin ha desarrollado aplicaciones médicas para las microondas, empleándolas en el tratamiento de enfermedades musculares y arritmias cardíacas.
Respecto a esto último, sugiere que es posible introducir un pequeño emisor de microondas en el corazón, a través de un catéter, con el propósito de eliminar tejido cardíaco anormal.
Esta técnica, que es ampliamente utilizada hoy en día, resulta menos invasiva que la cirugía a corazón abierto, y consiste en aplicar un pulso de alta potencia, una microonda, para quemar el tejido afectado.
El universo habla
No obstante, las microondas no solo contribuyen a salvar vidas, sino que también han sido clave para descubrir los orígenes del cosmos.
A comienzos de los 60, los radioastrónomos Arno Penzias y Robert Woodrow Wilson intentaban usar una enorme antena con forma de cuerno en Nueva Jersey como radiotelescopio. Sin embargo, constantemente captaban un molesto pitido o interferencia.
En un momento, consideraron que podría tratarse de excrementos de paloma en la antena, por lo que espantaron a las aves y limpiaron los residuos. Sin embargo, las aves no eran la causa. Lo que Penzias y Wilson escuchaban era un eco del propio universo.
"Es una imagen congelada de los primeros momentos", explica Sean McGee, de la Universidad de Birmingham.
Penzias y Wilson habían hallado lo que hoy reconocemos como radiación cósmica de fondo de microondas, un remanente del Big Bang que ocurrió hace aproximadamente 13.800 millones de años. Ambos ganaron el Premio Nobel de Física en 1978 por este hallazgo.
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La radiación residual detectada está presente en toda la extensión del cosmos.
Una pequeña fracción del ruido en pantalla de los televisores analógicos se debía a esta radiación. En otras palabras, antes de que las pantallas LED reemplazaran a las analógicas, las personas recibían señales del Big Bang en sus hogares.
Más adelante, satélites ayudaron a astrónomos a mapear el fondo cósmico de microondas, registrando sus variaciones como pequeñas diferencias de temperatura. Estas fluctuaciones parecen haber influido en la distribución de galaxias a medida que el universo se expande.
"Todos somos producto de fluctuaciones cuánticas en los albores del universo, que luego dieron origen a las galaxias", concluye McGee.
En la actualidad, las microondas se emplean para la mayoría de las llamadas internacionales que se conectan vía satélite. Un notable avance desde el equipo que Marconi instaló en el vehículo para el Papa en los años 30.
Es justo que hoy muchas personas usen microondas para comunicarse entre sí a diario, ya que este es también el medio por el cual el universo se ha comunicado con nosotros, confirmando nuestra comprensión de la mayor historia de todas: la del origen de todo.
Este contenido ha sido creado como una coproducción entre Nobel Prize Outreach y la BBC.