Lograr que los microscopios ópticos vean más allá de sus límites

Desde que Antonie van Leeuwenhoek descubrió el mundo de las bacterias a través de un microscopio a finales del siglo XVII, los humanos siempre hemos intentado mirar más profundamente en el mundo de lo más pequeño. Sin embargo, existen límites físicos a la precisión con la que podemos examinar un objeto usando Métodos ópticos tradicionales. Esto se conoce como “límite de difracción” y está determinado por el hecho de que la luz se manifiesta como una onda. Esto significa que una imagen enfocada nunca puede ser menor que la mitad de la longitud de onda de la luz utilizada para observar el objeto.

Intentos anteriores de romper este límite con “superlentes” se basaron en fabricarlas a base de materiales innovadores. Sin embargo, típicamente estos materiales absorben demasiada luz para que la superlente resulte útil.

Esas superlentes sufren una merma óptica considerable, hasta el punto de que en muchas de las observaciones que se intenta hacer con ellas, se las puede considerar opacas a efectos prácticos,

Ahora, los físicos Alessandro Tuniz y Boris T. Kuhlmey, ambos de la Universidad de Sídney en Australia, han demostrado una nueva estrategia para lograr ver a través de una superlente con pérdidas mínimas, rompiendo el límite de difracción en un factor de casi cuatro veces. .

La clave de su éxito fue, paradójicamente, eliminar por completo la superlente propiamente dicha. El trabajo que haría la superlente se realiza mediante un paso posterior de procesamiento de datos en un ordenador, después de la medición.

El objeto observado en las pruebas, “THZ” (las siglas de terahercio, la banda de frecuencias de luz empleada), es mostrado tal como se ve con la medición óptica inicial (arriba a la derecha), después de una aplicación normal de lente (abajo a la izquierda) y después de aplicar el efecto de superlente sin usar una superlente real (abajo a la derecha). (Imágenes: The University of Sydney)

Por otra parte, la sonda de luz, que recolecta datos de alta y baja resolución, se emplaza lejos del objeto a observar, evitando así que interfiera con los datos de alta resolución como sí ocurre con otros sistemas.

El resultado final es la producción de una imagen "veraz" del objeto a través de la amplificación selectiva de ondas de luz evanescentes o en proceso de desaparición.

Lo conseguido por estos físicos permitirá mejorar la resolución de la microscopia óptica, haciendo posible la obtención de imágenes ópticas que antes habrían sido imposibles, lo cual repercutirá muy positivamente en campos como el de los diagnósticos oncológicos, la obtención de imágenes médicas en general, las investigaciones forenses de la policía y la arqueología.

Tuniz y Kuhlmey exponen los detalles técnicos de su nuevo sistema en la revista académica Nature Communications, bajo el título “Subwavelength terahertz imaging via virtual superlensing in the radiating near field”. (Fuente: NCYT de Amazings)