Investigadores chinos han logrado un avance que puede cambiar las reglas del juego en materia defensiva espacial al crear el cristal de seleniuro de bario y galio (BGSe) de mayores dimensiones registrado hasta la fecha a nivel mundial. Este material sintético, desarrollado por científicos de los Institutos Hefei de Ciencias Físicas, adscritos a la Academia de Ciencias de China, está llamado a potenciar de manera sustancial los sistemas láser de largo alcance y a mejorar las tecnologías de detección por infrarrojos, dejando atrás exponentes como el desarrollado por Lockheed Martin.

El cristal, que cuenta con sesenta milímetros de diámetro, exhibe una eficiencia destacada en la conversión de haces láser de infrarrojo de onda corta en haces de infrarrojo de onda media a lejana. Esta capacidad es crucial, ya que estas longitudes de onda pueden propagarse a través de la atmósfera cubriendo distancias mucho mayores y con una mínima pérdida de intensidad.

Además de su eficacia en la conversión, el nuevo material presenta una resistencia excepcional a la energía láser. Puede soportar una intensidad de hasta quinientos cincuenta megavatios por centímetro cuadrado, una capacidad que supera en aproximadamente diez veces el umbral de daño de la mayoría de los componentes empleados actualmente en equipamiento militar.

Un salto de calidad para los sistemas de energía dirigida

Esta robustez intrínseca hace que el cristal sea idóneo para aplicaciones láser de ultra-alta potencia, un ámbito donde previamente los sistemas fallaban debido a los daños internos que sufrían sus componentes. Un ejemplo de ello fue una prueba realizada por la Armada estadounidense en 1997, donde un láser de infrarrojo medio dañó sus propias piezas al intentar alcanzar un satélite, según apuntan desde Interesting Engineering.

La extraordinaria durabilidad de este nuevo cristal abre la puerta a la implementación de sistemas de energía dirigida que antes se consideraban inviables por limitaciones del material. Este tipo de avances son de especial importancia para las capacidades defensivas y de ataque a distancia.

Aunque el estudio publicado por el equipo de Wu Haixin no especifica usos militares directos, el momento de este desarrollo coincide plenamente con el interés creciente de China en el desarrollo de armas de energía dirigida y en la defensa basada en el espacio. Los propios investigadores sugieren que el cristal podría integrarse en potentes sistemas láser capaces de transmitir energía a través de las ventanas atmosféricas, pudiendo alcanzar satélites u otros objetivos lejanos.

La minuciosa proeza de la síntesis cristalina

Este avance es el resultado de una década de esfuerzos constantes. El BGSe fue descubierto originalmente por científicos chinos en 2010, atrayendo desde entonces la atención de investigadores de defensa a nivel global por sus propiedades singulares. Es notable que los intentos de laboratorios occidentales por replicar este material a gran escala hayan fracasado hasta la fecha.

La producción de un cristal de BGSe de este tamaño y estabilidad exige una precisión extrema. El proceso comienza con el sellado de bario, galio y selenio de alta pureza en tubos de cuarzo, bajo condiciones de vacío. Estos se calientan posteriormente a 1.020 grados Celsius en un horno de doble zona, lo que forma una región fundida.

Durante un mes completo, el cristal se forma lentamente a medida que el material se enfría en un entorno minuciosamente controlado. Una vez que ha crecido, el cristal debe someterse a un proceso de recocido, calentándose a quinientos grados Celsius durante varios días y enfriándose luego a una velocidad de cinco grados Celsius por hora para evitar cualquier tipo de defecto estructural.

Los fabricantes se enfrentan a desafíos clave, como la eliminación de oxígeno y humedad del proceso, el mantenimiento de controles de temperatura precisos y la garantía de que la calidad del cristal sea constante en cada una de las fases de crecimiento y refinamiento. Aparte de las posibles aplicaciones militares, los autores del estudio destacan usos civiles, como la imagen médica y los sistemas hipersensibles de detección por infrarrojos, empleados por ejemplo en el seguimiento de misiles o en la identificación de aeronaves.