Dimensió perduda en fotos

2008/07/01 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Irudiak/Soinuak
• Fisika

L'holografia és una tècnica fotogràfica avançada que consisteix en el desenvolupament d'imatges tridimensionals. Per a això s'utilitza el raig làser. Per tant, l'holograma és una imatge tridimensional obtinguda pel raig làser.

L'holografia va ser creada en 1947 pel físic hongarès Dennis Gabor i va rebre el Premi Nobel de Física en 1971. La seva intenció era millorar el microscopi electrònic mitjançant un registre fotogràfic d'imatges. No va aconseguir l'objectiu, però va inventar una via interessant per a obtenir imatges: l'holografia. Va prendre el nom del grec perquè holos significa 'complet' i els hologrames mostren l'objecte íntegrament, no sols una perspectiva. Posteriorment, utilitzant làser, Emmet Leith i Juris Upatnieks van millorar molt el sistema als Estats Units en 1963 i Juri Denisiu en la Unió Soviètica.

La realitat entre mans

A pesar que no és més que un reflex de la realitat, l'holograma guarda el misteri i la suor dels científics, que tracta de reflectir la realitat.

Per a això, igual que en la fotografia tradicional, primer cal treure la foto i després revelar-la. El registre d'hologrames es basa també en dos passos: primer cal registrar-se en una placa fotogràfica i després, després de “revelar-la”, es fa passar un raig de llum per a formar la imatge de l'objecte. En el cas dels hologrames, la fotografia és conseqüència de la interferència entre els raigs de llum.

En els hologrames aquesta interferència es deu al desfasament entre dos raigs de llum. Es diu que quan dues ones van en la mateixa fase, sense cap desfasament, són coherents. En l'estudi dels hologrames és imprescindible conèixer aquesta diferència de fase entre ones. Per què és important conèixer la fase d'una ona? Les dues ones que parteixen d'un mateix focus amb la mateixa fase i amb la intenció de realitzar el mateix recorregut o distància, tindran la mateixa fase d'arribada. No obstant això, si el recorregut que realitzen aquestes dues ones és diferent, les dues estan retardades entre si i no estaran en fase.

El làser és la font que ens ofereix un feix de llum realment coherent. En els hologrames, la llum del làser es divideix en dues parts: una part del feix s'utilitza per a il·luminar l'objecte i l'altra, denominada sèrie de referències, ataca al suport, a la placa fotogràfica o a l'emulsió. Aquests dos raigs estan en fase. Fins quan? El raig de llum incident sobre la superfície de l'objecte xocarà contra l'objecte i per tant els raigs reflectits apareixeran desfasats. De fet, el feix de llum que incideix sobre l'objecte es reflecteix en tots els punts de l'objecte, per la qual cosa cada raig reflectit apareix desfasat.

En unir en la placa fotogràfica el feix de llum de referència i el feix de llum reflectit per l'objecte, al no ser coherents tots dos raigs, es produeixen interferències entre ells. Aquestes interferències depenen de l'estructura tridimensional de l'objecte, quedant tota aquesta informació registrada en placa fotogràfica o suport. Revelant això, es reconstrueix tota la imatge. S'obté així una imatge de tot l'objecte. A més, no hem d'oblidar que cada part d'un holograma és capaç de reconstruir tota la imatge.

Quan observem l'holograma, per tant, podem veure l'objecte en dimensions d'imatge i si observem que l'holograma s'està movent d'un costat a un altre, veurem que la imatge canvia i podrem observar les parts de la imatge, com si l'haguéssim vist en la realitat, és a dir, amb moviment. No obstant això, els hologrames no han de reflectir necessàriament una imatge tridimensional. Pot succeir que dos o més imatges s'insereixin en un mateix suport i vegin l'una o l'altra segons l'angle. Per exemple, si féssim un holograma d'un llibre obert amb una lupa damunt, des de cada posició podríem llegir una determinada part del text.

Si s'il·luminen adequadament aquests hologrames, d'alguna manera, surten fora dels seus límits. A més, depenent de la posició de l'observador, s'observa una imatge diferent i sovint és difícil mantenir la temptació de tocar-los.

Aplicacions visibles

Algunes aplicacions de l'holografia són tan quotidianes que molta gent no s'adona. Però si es fixés en el bitllet que té entre mans, de seguida veuria en la part posterior i a la dreta la brillant franja de dalt a baix. Es tracta d'un holograma en el qual en moure el bitllet apareix el símbol de l'euro i l'import del bitllet. Les targetes de crèdit i de telèfon també mostren un holograma per a comprovar la seva autenticitat.

Potser l'aplicació més coneguda i estesa sigui la dels sistemes de seguretat: aquestes imatges especials són les habituals en bitllets, targetes de crèdit, targetes d'identificació, etc. Encara que brillants i cridaners, no s'utilitzen com a adorns, sinó per a dificultar el treball als falsificadors.

Una de les aplicacions més interessants de l'holografia és la capacitat d'emmagatzematge d'informació. La memòria hologràfica és similar a la fotografia tridimensional. No obstant això, a diferència de les pel·lícules fotogràfiques, en el material de la memòria hologràfica es poden guardar diverses 'imatges', l'una sobre l'altra.

Per a això s'utilitzen raigs de referència emesos des de diferents angles. Després, per a llegir les 'imatges', s'utilitzen dos raigs làser creuats per a recuperar el model de llum utilitzat durant l'escriptura. La informació obtinguda és d'una manera o un altre depenent de l'angle des del qual es miri el suport. D'aquesta forma es pot emmagatzemar molta informació en un petit suport amb el qual s'espera, entre altres coses, que la memòria dels Dvds i els seus descendents augmenti considerablement.

En aquestes tècniques hologràfiques, el làser “escriu” la informació sobre un polímer sensible a la llum. No obstant això, a diferència dels Dvds en els quals la informació s'emmagatzema en superfície, l'holografia utilitza el volum total del material per a emmagatzemar la informació. En els laboratoris de recerca es pretén perfeccionar aquests polímers especials fins a arribar a acumular 1.600 gigaoctets, entre altres. És un enorme volum de dades, equivalent al que es podria guardar en els 360 Dvds actuals o escriure 780 milions de pàgines DIN-A4, saca els comptes.

L'holografia també serveix per a desentranyar els secrets de la matèria, ja que les molècules poden veure's en tres dimensions gràcies a una tècnica basada en l'holografia. Aquesta tècnica té una resolució enorme, al voltant de la mesura d'un àtom aproximadament. Igual que en altres aplicacions, es tracta de registrar la interferència entre tots dos raigs. Els raigs utilitzats, en lloc de ser de làser, són raigs X o electrons. A través d'ells es pot conèixer l'estructura de les molècules.

L'holografia ha experimentat en els últims anys un enorme desenvolupament en camps tan diversos com la recerca, la medicina, la indústria o l'art. Tenim molts usos coneguts i els utilitzem en la nostra vida quotidiana. Quant a l'art, no sembla que hagi influït tant com s'esperava. El pintor Salvador Dali va ser un dels primers a utilitzar hologrames, sempre va tenir el desig de crear il·lusions òptiques en els seus quadres.

El mateix Salvador Dalí va parlar sobre l'holografia a l'abril de 1972, a Nova York: "Des dels temps de Velázquez, tots els artistes s'han interessat per les imatges tridimensionals. En temps moderns, el cubisme analític de Picasso va intentar obtenir les tres dimensions de Velázquez. Ara, a causa de la genialitat de Gabor, mitjançant l'holografia s'ha aconseguit la capacitat per a un nou Renaixement de l'art".

En plena era de l'ordinador, la digitalització i la realitat virtual, pel que fa al cinema i a l'art, l'holografia no ha tingut el desenvolupament esperat. Això no vol dir que no tingui futur, perquè cada vegada té més aplicacions.