Físicos españoles diseñan una lente de superresolución capaz de mostrar detalles con λ/500

Por Francisco R. Villatoro, el 12 diciembre, 2011. Categoría(s): Ciencia • Física • Noticias • Physics • Science ✎ 4

Físicos españoles han diseñado por ordenador una superlente con un poder de resolución de  λ/500, es decir, capaz de mostrar detalles hasta 500 veces más pequeños que la longitud de onda de luz utilizada. El secreto es usar como lente una guía de onda geodésica esferoidal. Lo sorprendente de la nueva superlente es que el índice de refracción del material del que está hecha puede ser positivo, al contrario de otras propuestas basadas en metamateriales (con índice de refracción negativo). Las propiedades de la nueva superlente del equipo español, formado por físicos de la Universidad Complutense de Madrid y de la Universidad de Sevilla, se ha demostrado mediante simulaciones por ordenador y habrá que esperar unos años hasta que sea posible fabricarla (y verificar sus propiedades en laboratorio). El mayor inconveniente de la nueva superlente es que actúa solo en una banda muy estrecha de frecuencias (es decir, su implementación física solo funcionaría para luz láser con un color muy específico); la banda es extremadamente estrecha, como muestra la figura de abajo; usando luz láser convencional su poder de superresolución baja mucho ( con frecuencias en una banda cuya anchura sea el 0,0005% de la longitud de onda, el poder de resolución se reduce a λ/30) y la lente pierde sus «superpoderes» (se nota que acabo de ver online la charla de Sergio Palacios, «Superhéroes, vampiros, Santa Claus y un poco de física«). Aún así, descubrir una lente de superresolución con un poder de  λ/500 a cierta frecuencia es todo un logro para la ciencia española del que todos nos debemos sentir orgullosos. El artículo técnico es Juan C Miñano, Ricardo Marqués, Juan C González, Pablo Benítez, Vicente Delgado, Dejan Grabovickic and Manuel Freire, «Super-resolution for a point source better than λ/500 using positive refraction,» New Journal of Physics 13: 125009, 9 dic. 2011 [copia gratis en ArXiv].



4 Comentarios

  1. Javier, sin entrar en muchos detalles técnicos, para superar el límite de la difracción hay que utilizar ondas evanescentes y algún mecanismo (como la superlente) que las amplifique para compensar el efecto de caída exponencial de intensidad en estas ondas. Lo habitual es utilizar metamateriales pero también hay propuestas sin ellos.

    Para buscar por la web te recomiendo buscar «near-field optics» (también «superlens» [wiki] y «metalens»).

    Sobre superlentes, este review en Nature está bien.

    Espero haberte aclarado algo sobre estos temas. En los últimos diez años se ha trabajado mucho este campo.

  2. Una pregunta,

    creo que esto tiene un lado negativo y es que sólo son validos para frecuencias muy determinadas. Es decir, funcionan durante periodos de tiempo largos porque la única forma de que un tren de onda tenga una frecuencia determinada con una cierta precisión es que haya una anchura temporal muy grande. En ese sentido, las «fotografías» que se podrían tomar tendrían que tener una exposición muy larga (serían borrosas en el tiempo, su resolución espacial sólo sería útil para objetos perfectamente estáticos). Es decir, este mecanismo lo que hace es perder resolución temporal y ganar resolución espacial.

    Lo estoy diciendo por principios muy generales que creo que son válidos siempre, no sé el mecanismo específico de la lente, pero si la lente es válida sólo para un rango muy pequeño de frecuencias parece que se cumple y que no podría superarse este problema.

    El tema de la supreresolución siempre me ha llamado la atención ¿alguien sabe si es así?

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