CCD, transistor, Echo I, Telstar, inventos de Bell Labs

He leido hace poco que el edificio histórico de los Bell Labs en Murray Hill (EE.UU.) está catalogado como ‘cultural landscape‘. Esto me ha recordado que tenemos abierta la serie dedicada a algunos de los inventos surgidos de los profesionales de los Bell Labs. Esta vez vemos el mundo a través del CCD, nos paramos a pensar en la célula de la sociedad de la información (el transistor) y nos vamos al espacio con los primeros satélites de comunicaciones, el Echo I y el Telstar.

UNA NUEVA FORMA DE VER EL MUNDO: EL CCD

En 1969, Willard Boyle y Georges Smith, desde sus actividades en semiconductores y transistores de los Bell Labs de Alcatel-Lucent inventaron el dispositivo que cambiaría la forma en la que vemos el mundo.

El dispositivo de carga acoplada (CCD, Charge Coupled Devices), basado en el efecto fotoeléctrico descubierto por Albert Einstein, convierte las señales luminosas en señales eléctricas. Construido de silicio, su superficie se compone de pixels, puntos sensibles, a la luz (roja, azul o verde), y en los que al incidir el rayo de luz, generan una carga eléctrica proporcional a la luz incidente, que puede transmitirse, registrarse o verse.

El CCD, nacido al investigar sistemas de almacenamiento de memoria para el futuro de los circuitos integrados, es en la actualidad el componente electrónico fundamental, sustitutivo de los carretes o cintas de negativos o diapositivas para cámaras digitales, reproductores de vídeo, telescopios situados en órbita espacial, satélites o equipos de representación de imágenes de uso médico.

LA BASE DE LA SOCIEDAD DE LA INFORMACIÓN: EL TRANSISTOR Y SUS DERIVADOS

En diciembre de 1947, John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley consiguen, en las instalaciones de los Bell Labs,  ganancia eléctrica con el primer transistor: la señal entrante se amplifica al pasar por el transistor por las características físicas del material semiconductor y el movimiento de los electrones en ese semiconductor con el que se construye el transistor. En el experimento de 1947, la ganancia se producía cuando dos puntas de contacto de oro, separadas entre sí por centésimas de milímetro, se situaban sobre la superficie de una base de germanio, que actuaba como semiconductor.  Tan sólo 9 años después, Bardeen, Brattain y Shockley recibirían el Premio Nóbel por inventar el transistor.

El transistor, pequeño, resistente y que apenas se calienta, nace para sustituir a los tubos de vacío, inventados por H.D. Arnold, de AT&T Western Electric, en 1913, componentes clave de los equipos electrónicos de la década de 1940 y que llevaron a la creación de las industrias de la televisión o de la radio.

Los transistores se utilizan por lo general para amplificar o conmutar señales electrónicas. En 1959, se desarrolla el primer circuito integrado, con centenares de transistores. Los Bell Labs crean en 1979, basado en transistores, el primer procesador de señal digital (DSP, digital signal processor) en un único chip. Se trata del ladrillo de la revolución multimedia, pues el DSP se encuentra en los ordenadores y en los dispositivos que los conectan a Internet, en los teléfonos inalámbricos, en los contestadores automáticos, en los correos de voz o en los sintetizadores y reconocedores de voz; en los videojuegos, los reproductores y grabadores de DVD o en las cámaras digitales.

Hoy, con más de un trillón de unidades funcionando en el mundo, el transistor es el núcleo de la tecnología de las comunicaciones, sobre cuya infraestructura descansa la economía global. Es la pieza básica de la era de la información y de la sociedad del conocimiento.

LAS TELECOMUNICACIONES SE LANZAN AL ESPACIO: ECHO I Y TELSTAR

Tres años después del lanzamiento del Sputnik soviético, John R, Pierce, investigador de los Laboratorios Bell, en paralelo al rápido desarrollo de la tecnología de los cohetes espaciales en EE.UU., plantea la idea de utilizar una gran esfera metálica en órbita para reflejar las señales de voz de una estación emisora a otra receptora. Esa esfera (el satélite Eco I) reflejaba la señal emitida, al rebotar en su superficie, sin amplificarla, de forma pasiva.

En 1962, se lanza el primer satélite comercial de comunicaciones en órbita, el Telstar. Con sus casi 80 kg de peso, es el primero capaz de recibir una señal, amplificarla de forma activa y transmitirla a cualquier lugar de la Tierra. Su tecnología permite realizar llamadas telefónicas entre ambos lados del Atlántico y alrededor del mundo. Los transistores están en el núcleo de su sistema, y 3.600 células solares Bell le proporcionan la energía que necesita.

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