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Un poco de distancia puede marcar la diferencia. Eso es lo que dos investigadores del Nano Institute de la Universidad de Sydney concluyeron recientemente en su estudio sobre un nuevo método de «superlente», una forma de ver cosas que son más pequeñas que la longitud de onda de la luz, y hacerlo sin lentes reales. una nueva forma de superar el límite de difracción, que impide discernir cualquier característica más pequeña que la longitud de onda de la luz que se refleja en ella. Las características más pequeñas se codifican sólo en lo que se llaman ondas evanescentes, que tienen amplitudes que mueren exponencialmente y se pierden casi por completo dentro de unas pocas longitudes de onda. Anteriormente, las ondas evanescentes se detectaban colocando una sonda fotoconductora justo al lado del objeto que se está fotografiando. , lo que puede distorsionar los resultados. Se suponía que cuando la sonda está demasiado lejos del objeto (incluso una décima parte de la longitud de onda más atrás), la información de la sublongitud de onda se pierde por completo. “Nos dimos cuenta de que no está perdido. Es muy, muy oscuro”, dice el autor Boris Kuhlmey. Para recuperar esa información de alta resolución, los investigadores necesitan amplificar la señal tenue con una superlente, hecha de metamateriales especialmente diseñados. Pero en lugar de una lente física, Kuhlmey y el coautor Alessandro Tuniz utilizaron cálculos numéricos para lograr el mismo resultado. Midieron pequeñas fluctuaciones en el campo electromagnético causado por las ondas evanescentes y virtualmente las amplificaron aplicando ecuaciones que describen cómo se extinguen las ondas. Luego, pudieron reconstruir el campo original durante el posprocesamiento, logrando una resolución de un cuarto del tamaño del límite de difracción. Lo que importa, dice Kuhlmey, no es la tecnología específica que utilizaron sino la capacidad de captar información de alta resolución más lejos de la muestra de lo que se creía posible, incluso sin una superlente. Un investigador demuestra cómo una antena fotoconductora escanea la muestra, lo que Mide menos de 4 milímetros de ancho y tiene características tan pequeñas como 0,15 milímetros. La Universidad de SydneyEsto es importante porque estaban trabajando con longitudes de onda de alrededor de 1 milímetro, que está en el rango de frecuencia de los terahercios. Y aunque la superlente física se ha demostrado en otras frecuencias, no se ha logrado aquí. La región de terahercios del espectro es un área de investigación relativamente nueva, en parte porque las frecuencias son demasiado altas para usarse con electrónica y demasiado bajas para fotónica. , dice Kuhlmey. Pero tales frecuencias podrían ser importantes en la investigación biológica, debido a la fuerte absorbencia del agua en frecuencias de terahercios y para mirar a través de los revestimientos cerámicos utilizados en los chips semiconductores, entre otras cosas. “En cada parte del espectro se encuentra nueva física”, dice Kuhlmey. Tuniz y Kuhlmey señalan que su método no es el primero en superar el límite de difracción, ni representa la resolución más alta alcanzada. Otras técnicas, como las que utilizan una sonda muy cercana, ofrecen una mejor resolución. Pero esa resolución tiene un costo. Estos métodos son lentos y sólo pueden usarse para escanear áreas pequeñas. «Estamos añadiendo a la biblioteca técnicas de alta resolución disponibles que alguien podría considerar», dice Tuniz. Para lograr imágenes de terahercios de alta resolución sin superlente, Tuniz y Kuhlmey tendrían que colocar una sonda costosa a menos de un milímetro de distancia de la muestra que se está observando. Tuniz siempre tuvo miedo de raspar el instrumento contra esa muestra y dañar cualquiera de los objetos. Para empeorar las cosas, la sonda puede distorsionar el mismo campo que debe medir. Alternativamente, el uso de una lente física para amplificar las ondas evanescentes bloquea parte de la luz. Al realizar la superlente virtualmente, los investigadores eliminan esa pérdida. «Es un nicho, en cierto sentido, pero los laboratorios de todo el mundo tienen equipos como este para comprender cosas realmente complicadas», dice Tuniz. «Habrá aplicaciones realmente hermosas», añade Kuhlmey, aunque reconoce que es poco probable que revolucione la microscopía. como un todo. De hecho, el posprocesamiento central del enfoque australiano es similar a las técnicas utilizadas habitualmente en otras áreas de la microscopía, según Durdu Guney, que estudia la superlente en la Universidad Tecnológica de Michigan. Aunque la aplicación a las imágenes de terahercios es nueva, dice Guney, «conceptualmente, creo que la idea no es muy novedosa». Su investigación ha utilizado técnicas similares en frecuencias ópticas más altas, para las cuales la superlente es más avanzada. Guney también se pregunta si el enfoque será efectivo para objetos más complicados, algunas de cuyas características pueden verse abrumadas por el ruido. Después de que se publicó la investigación, Tuniz y Kuhlmey descubrieron que había sido publicada en las redes sociales, donde los comentaristas hacían alusiones en broma a un tropo en programas de televisión sobre procedimientos policiales en los que los personajes «mejoran» imágenes borrosas de CCTV para revelar un detalle clave. Utilizando conceptos reales de la física, Tuniz reconoce que el resultado final es bastante similar. «Está convirtiendo lo absurdo en realidad». Artículos de su sitioArtículos relacionados en la Web

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