Un científico mexicano resuelve un problema físico que llevaba siglos sin solución

El primero en fundamentar el problema fue el matemático griego Diocles, hace más de dos mil años. Después, durante siglos, científicos como Newton o Leibniz intentaron resolver el reto: hacer que la visión de objetos a través de lentes esféricos no perdiera nitidez.

Newton inventó un telescopio que solucionaba la llamada aberración cromática (que impide enfocar los colores en un solo punto), pero no la aberración esférica. En el siglo pasado, en 1949, dos científicos plantearon el dilema en un artículo formal. A partir de allí, se conocería como el problema de Wasserman-Wolf.

Y aunque se hallaron aproximaciones, nadie había encontrado la respuesta completa. Ahora, con la novedosa solución a la aberración esférica en lentes ópticos, muchas industrias (por ejemplo, la de los telescopios o la de las cámaras) podrán reducir costos de manera notable.

Al mexicano Rafael González se le ocurrió de repente la solución una mañana, luego de meses y meses de intentar solucionar la ecuación que planteaba el problema. Rafael supo que ya lo tenía.

"Subí a mi cuarto, me puse a programar, vi que salió y me puse a brincar de emoción”, narra a CONECTA. Egresado del Tec de Monterrey de Ingeniería Física Industrial, y actualmente cursando un doctorado en nanotecnología ahí mismo, Rafael hizo alianza con su amigo Alejandro para resolver el reto.

Alejandro Chaparro, egresado de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), había invitado a Rafael a solucionar el problema; él llevaba ya 3 años buscando resolverlo.

Ambos se conocieron en la maestría en el Centro de Investigaciones de Óptica. "Sabía que era un problema mítico. Ahí conocí a Alejandro; me insistía y me invitaba a que resolviéramos el problema. Yo le decía que era un pantano y no iba a poder", afirma Rafael.

Una solución que había para el problema era la conjunción de dos lentes llamadas no esféricas sino asféricas (solo esféricas en parte de su superficie).

Sin embargo, hasta ahora, la calibración de estos lentes dependía de un cálculo no del todo preciso. En contraste, la solución analítica hallada por ellos es exacta; “al utilizar la ecuación tendrás el resultado preciso sin importar que cambien las variables”, explica. Rafael y Alejandro publicaron la solución en el artículo “General formula for bi-aspheric singlet lends design free of spherical aberration”, en la revista especializada Applied Optics.

Newton o Leibniz intentaron resolver el reto: hacer que la visión de objetos a través de lentes esféricos no perdiera nitidez. Ahoram Rafael González ha encontrado una novedosa solución a la aberración esférica en lentes ópticos. (Imágenes: TEC de Monterrey)

“Nos fue muy bien porque tuvimos la distinción del editor; eso es muy raro: menos del 1 por ciento de los 35.000 artículos que se han publicado en esa revista tienen esa distinción", cuenta. "Durante nuestro estudio, calculamos la eficiencia de 500 rayos, y el promedio de satisfacción de todos los ejemplos fue de 99,9999999999%.".

Julio César Gutiérrez, profesor del Tec que asesora a Rafael en el doctorado, consideró que el haber resuelto el problema podrá implicar mejoras en el desarrollo de lentes. “El diseño óptico tiene aplicaciones tecnológicas que involucran sistemas ópticos. Entonces los resultados tienen relevancia no solo teóricamente sino en otras aplicaciones. “Rafael es un muy buen alumno; entusiasta e independiente. Tiene mucha iniciativa para intentar resolver problemas retadores". (Fuente: TEC de Monterrey / CONECTA / DICYT)