Waarom werden lasers ooit “death rays” genoemd?

Het was een wild idee van Einstein en niemand verwachtte dat het daadwerkelijk uitgevoerd kon worden. Inmiddels is het echter niet meer weg te denken uit de meeste collegezalen en bovendien blijkt het vele toepassingen te hebben in de bouw- en geneeskunde. Maar hoe werkt zo’n laser nou precies en WRM kan het licht ervan gevaarlijk zijn?

Vallende fotonen/death rays
Laser is eigenlijk een afkorting voor Light Amplification by Simulated Emission of Radiation (lichtversterking door gestimuleerde uitzending van straling) en dat is precies wat er in een laser gebeurt. Het licht dat een laser uitzendt wordt opgewekt voordat de elektronen uit atomen terug vallen naar een lager niveau en daarbij licht uitzenden. Dit terugvallen gebeurt in een laser niet zomaar toevallig, maar wordt gestimuleerd. Hoe werkt dit precies? Een atoom bevat (bijna altijd) elektronen die om de kern heen draaien in verschillende banen, een beetje zoals de planeten om de zon heen draaien.

Deze banen staan voor verschillende energieniveaus. Hoe verder weg zo’n energieniveau van de kern is, hoe meer energie een elektron nodig heeft om daar te komen. Een elektron haalt deze energie uit licht. Zodra een elektron er genoeg van heeft om in het hogere energieniveau te zitten en kans ziet om weer dichter naar de kern te kruipen, zal hij dezelfde hoeveelheid energie als die hem omhoog bracht, uitzenden. Deze uitgezonden energie is de laserstraal (licht = pakketjes energie) die gebruikt kan worden bij colleges of een spannend spelletje lasergame!

Maar WRM bestaan er verschillende kleuren lasers? Verschillende lasers bestaan uit verschillende lasermediums met elektronen die gevoelig zijn voor één kleur, bijvoorbeeld rood. Zodra er dan rood licht op de stof valt, schieten de elektronen naar zo’n ander energieniveau waarna ze weer terugvallen onder het uitzenden van rood licht. Bij een ander soort stof werkt dit, bijvoorbeeld, alleen met groen licht. Door aan weerszijden van het lasermedium spiegels te plaatsen wordt het licht dat uitgezonden wordt door de atomen steeds heen en weer gekaatst, zie de extreem schematische weergave hieronder. Op deze manier ontstaat er steeds meer licht. Een deel hiervan kan ontsnappen omdat één van de spiegels stiekem wat licht doorlaat in plaats van alles te weerkaatsen. Dit is hoe de lichtstraal de laser verlaat om vervolgens jouw bloedvaten dicht te branden, of woorden op slides aan te wijzen.

‘Death rays’
De energie in de laserstraal is relatief hoog omdat de straal smal blijft in plaats van te verspreiden, zoals het licht uit een gewone lamp doet. Doordat de straal zo smal blijft kan diens hoge energie sterk geconcentreerd gericht worden om bijvoorbeeld een bloedvat dicht te branden. Van deze kwaliteit wordt dankbaar gebruik gemaakt in de medische wereld. Helaas betekent het ook dat een goed gerichte laserstraal ernstige schade aan kan richten als het door de pupil heen op je netvlies belandt. De kracht en het gevaar van laser komt dus doordat het een geconcentreerde bundel energie is die erg nauwkeurig gericht kan worden. Liever niet op je netvlies dus.

Het is dan ook niet verbazend dat de kranten in eerste instantie gealarmeerd reageerden op de ontdekking. “Death rays” kopte een krant panisch in de jaren ‘60. Al snel volgden er regelgevingen voor de kracht die een laser mag hebben en de bescherming die nodig is tijdens het gebruik van zware lasers. Ondanks dat de lampjes inmiddels gemeentegoed zijn geworden is de regelgeving nog steeds streng. Lasers zijn niet meer weg te denken uit de medische wereld en de bouw, maar beschadigde netvliezen helaas ook niet. Dus duik snel weg, de volgende keer dat een docent iets te enthousiast heen en weer zwaait met zijn laserlampje.