Un equipo de físicos acaba con la ‘maldición’ de Rayleigh
La resolución de los sistemas ópticos –típicos en telescopios o cámaras fotográficas–, está limitada por el llamado límite de Rayleigh. Un equipo internacional de científicos dirigidos por la Universidad Complutense de Madrid ha conseguido sobrepasarlo, lo que permitirá resoluciones mucho mayores de las actuales y podría obligar a reescribir los libros de Óptica. La investigación supone la culminación de una trepidante carrera entre cuatro grupos de científicos de todo el mundo.
La resolución es la capacidad de un sistema óptico para diferenciar dos puntos muy próximos. En la imagen se muestra el caso de dos puntos resueltos según el criterio de Rayleigh. Para separaciones menores no se podría concluir si se trata de dos puntos o de uno solo. / Martin Paúr – Universidad Palacký.
Las cámaras fotográficas, los telescopios o los microscopios consiguen captar imágenes con unas resoluciones que eran inimaginables hace tan solo unos años. Sin embargo, esta precisión tiene límites, en concreto, lo que se conoce como la ‘maldición’ de Rayleigh.
Este límite indica que, en el rango visible, la distancia mínima que se puede diferenciar es del orden de 0,1 micrómetro –una bacteria tiene un tamaño de 2 micrómetros–, “lo que supone grandes limitaciones para nuestra capacidad de ver detalles finos”, explica Luis Sánchez Soto, investigador del departamento de Óptica de la facultad de Ciencias Físicas de la Universidad Complutense de Madrid (UCM).
En colaboración con científicos de la Universidad Palacký (República Checa), el físico ha conseguido romper este límite, alcanzando resoluciones hasta 17 veces menores que la ‘maldición’ descrita por Lord Rayleigh.
“Los libros de texto de Óptica deben ser reexaminados y el conocido límite deberá ser retocado y puesto en un contexto más amplio”, asegura Sánchez Soto, que también es investigador en el Instituto Max-Planck para la Ciencia de la Luz en Erlangen (Alemania).
La investigación, publicada en Optica, supone la culminación de la trepidante carrera entre cuatro equipos de científicos de todo el mundo. Todos querían demostrar la violación de este límite, pero ha sido el grupo capitaneado por el español el primero en conseguirlo.
Mejoras en los sistemas de imagen
Los experimentos que aparecen en el estudio demuestran que la ‘maldición’ de Rayleigh no es algo fundamental sino una consecuencia de no haber elegido una buena estrategia.
“Hasta ahora, todos nuestros telescopios o microscopios observan directamente intensidad. Aquí proponemos un esquema que optimiza la información obtenible y permite sobrepasar ese límite”, indica el físico.
Las aplicaciones de este avance científico son “indudables” puesto que cualquier sistema de imagen mejorará de forma notable si se supera este límite. En eso mismo trabaja ahora el equipo de investigadores, con el que ya han contactado laboratorios internacionales para interesarse por el potencial del experimento.
Referencia bibliográfica: Martin Paúr, Bohumil Stoklasa, Zdenek Hradil, Luis L. Sánchez-Soto y Jaroslav Rehacek. “Achieving the ultimate optical resolution”, Optica 3 (10), 1144-1147, 2016. DOI: 10.1364/OPTICA.3.001144.
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