Un grupo de investigación del ETH de Zurich ha creado el primer transistor óptico compuesto por una sóla molécula, lo que constituye un paso hacia el desarrollo de los computadores ópticos.

Los ordenadores actuales están basados en un dispositivo electrónico denominado transistor, que fue inventado en los laboratorios Bell de Estados Unidos por Bardeen, Brattain y Shockley, lo que les valió para ser galardonados con el premio Nobel en 1956. El transistor es el gran invento del siglo XX y en nuestra vida diaria utilizamos millones de transistores. Un microprocesador actual tiene alrededor de 200 millones de transistores. Con el tiempo se han ido desarrollando ordenadores con mayor capacidad de cálculo y más rápido. Sin embargo, el proceso de mejora no es indefinido ya que los microprocesadores se calientan en exceso. Un microporcesador pierde unos 125 vatios por centímetro cuadrado en forma de calor. Además, existe una limitación en la velocidad de transmisión de una señal eléctrica. Pro este motivo se está investigando en sustituir los transistores de estado sólido por transistores ópticos que utilicen señales luminosas en lugar de eléctricas, aumentando la velocidad de transmisión y disminuyendo las pérdidas por calor.

Aunque todavía queda un largo camino hasta el desarrollo de los transistores ópticos, el grupo de investigadores de Zurich ha dado un nuevo paso. Debido a la cuantización de la energía de una molécula, si la iluminamos con un haz láser, puede absorber la luz del láser para excitarse y atenuar por tanto el haz láser. Si una vez que la molécula está excitada la iluminamos de nuevo con el láser, la molécula se puede desexcitar amplificando el haz láser. Este proceso que se conoce como emisión estimulada y que fue descrito por Albert Einstein hace 90 años, es la base del funcionamiento del láser. En un láser la emisión setimulada se produce de forma síncrona por una cantidad enorme de átomos o moléculas.

Los investigadores del ETH de Zurich han conseguido generar la emisión estimulada con una sola moléculas, gracias a que la sección eficaz de dispersión entre la luz y la molécula aumenta enormemente a bajas temperaturas. Para el proceso de emisión estimulada tienen que enfriar la molécula a -272 grados centígrados. Una vez que han preparado la molécula mediante un láser, pueden producir una amplificación o atenuación de un segundo haz láser, de modo que este dispositivo se comporta como un transistor. En cualquier caso, todavía queda un largo camino por recorrer hasta que se puedan sustituir los transistores actuales por transistores ópticos.