Dimensión perdida en fotos

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

• Irudiak/Soinuak
• Fisika

La holografía es una técnica fotográfica avanzada que consiste en el desarrollo de imágenes tridimensionales. Para ello se utiliza el rayo láser. Por tanto, el holograma es una imagen tridimensional obtenida por el rayo láser.

La holografía fue creada en 1947 por el físico húngaro Dennis Gabor y recibió el Premio Nobel de Física en 1971. Su intención era mejorar el microscopio electrónico mediante un registro fotográfico de imágenes. No consiguió el objetivo, pero inventó una vía interesante para obtener imágenes: la holografía. Tomó el nombre del griego porque holos significa 'completo' y los hologramas muestran el objeto en su totalidad, no sólo una perspectiva. Posteriormente, utilizando láser, Emmet Leith y Juris Upatnieks mejoraron mucho el sistema en Estados Unidos en 1963 y Juri Denisiu en la Unión Soviética.

La realidad entre manos

A pesar de que no es más que un reflejo de la realidad, el holograma guarda el misterio y el sudor de los científicos, que trata de reflejar la realidad.

Para ello, al igual que en la fotografía tradicional, primero hay que sacar la foto y después revelarla. El registro de hologramas se basa también en dos pasos: primero hay que registrarse en una placa fotográfica y después, después de “revelarla”, se hace pasar un rayo de luz para formar la imagen del objeto. En el caso de los hologramas, la fotografía es consecuencia de la interferencia entre los rayos de luz.

En los hologramas esta interferencia se debe al desfase entre dos rayos de luz. Se dice que cuando dos ondas van en la misma fase, sin ningún desfase, son coherentes. En el estudio de los hologramas es imprescindible conocer esta diferencia de fase entre ondas. ¿Por qué es importante conocer la fase de una onda? Las dos ondas que parten de un mismo foco con la misma fase y con la intención de realizar el mismo recorrido o distancia, tendrán la misma fase de llegada. Sin embargo, si el recorrido que realizan estas dos ondas es diferente, las dos están retrasadas entre sí y no estarán en fase.

El láser es la fuente que nos ofrece un haz de luz realmente coherente. En los hologramas, la luz del láser se divide en dos partes: una parte del haz se utiliza para iluminar el objeto y la otra, denominada serie de referencias, ataca al soporte, a la placa fotográfica o a la emulsión. Estos dos rayos están en fase. ¿Hasta cuándo? El rayo de luz incidente sobre la superficie del objeto chocará contra el objeto y por tanto los rayos reflejados aparecerán desfasados. De hecho, el haz de luz que incide sobre el objeto se refleja en todos los puntos del objeto, por lo que cada rayo reflejado aparece desfasado.

Al unir en la placa fotográfica el haz de luz de referencia y el haz de luz reflejado por el objeto, al no ser coherentes ambos rayos, se producen interferencias entre ellos. Estas interferencias dependen de la estructura tridimensional del objeto, quedando toda esta información registrada en placa fotográfica o soporte. Revelando esto, se reconstruye toda la imagen. Se obtiene así una imagen de todo el objeto. Además, no debemos olvidar que cada parte de un holograma es capaz de reconstruir toda la imagen.

Cuando observamos el holograma, por tanto, podemos ver el objeto en dimensiones de imagen y si observamos que el holograma se está moviendo de un lado a otro, veremos que la imagen cambia y podremos observar las partes de la imagen, como si lo hubiéramos visto en la realidad, es decir, con movimiento. Sin embargo, los hologramas no deben reflejar necesariamente una imagen tridimensional. Puede suceder que dos o más imágenes se inserten en un mismo soporte y vean una u otra según el ángulo. Por ejemplo, si hiciéramos un holograma de un libro abierto con una lupa encima, desde cada posición podríamos leer una determinada parte del texto.

Si se iluminan adecuadamente estos hologramas, de alguna manera, salen fuera de sus límites. Además, dependiendo de la posición del observador, se observa una imagen diferente y a menudo es difícil mantener la tentación de tocarlos.

Aplicaciones visibles

Algunas aplicaciones de la holografía son tan cotidianas que mucha gente no se da cuenta. Pero si se fijara en el billete que tiene entre manos, enseguida vería en la parte trasera y a la derecha la brillante franja de arriba abajo. Se trata de un holograma en el que al mover el billete aparece el símbolo del euro y el importe del billete. Las tarjetas de crédito y de teléfono también muestran un holograma para comprobar su autenticidad.

Quizá la aplicación más conocida y extendida sea la de los sistemas de seguridad: estas imágenes especiales son las habituales en billetes, tarjetas de crédito, tarjetas de identificación, etc. Aunque brillantes y llamativos, no se utilizan como adornos, sino para dificultar el trabajo a los falsificadores.

Una de las aplicaciones más interesantes de la holografía es la capacidad de almacenamiento de información. La memoria holográfica es similar a la fotografía tridimensional. Sin embargo, a diferencia de las películas fotográficas, en el material de la memoria holográfica se pueden guardar varias 'imágenes', una sobre otra.

Para ello se utilizan rayos de referencia emitidos desde diferentes ángulos. Después, para leer las 'imágenes', se utilizan dos rayos láser cruzados para recuperar el modelo de luz utilizado durante la escritura. La información obtenida es de un modo u otro dependiendo del ángulo desde el que se mire el soporte. De esta forma se puede almacenar mucha información en un pequeño soporte con el que se espera, entre otras cosas, que la memoria de los DVDs y sus descendientes aumente considerablemente.

En estas técnicas holográficas, el láser “escribe” la información sobre un polímero sensible a la luz. Sin embargo, a diferencia de los DVDs en los que la información se almacena en superficie, la holografía utiliza el volumen total del material para almacenar la información. En los laboratorios de investigación se pretende perfeccionar estos polímeros especiales hasta llegar a acumular 1.600 gigabytes, entre otros. Es un enorme volumen de datos, equivalente al que se podría guardar en los 360 DVDs actuales o escribir 780 millones de páginas DIN-A4, saca las cuentas.

La holografía también sirve para desentrañar los secretos de la materia, ya que las moléculas pueden verse en tres dimensiones gracias a una técnica basada en la holografía. Esta técnica tiene una resolución enorme, alrededor de la medida de un átomo aproximadamente. Al igual que en otras aplicaciones, se trata de registrar la interferencia entre ambos rayos. Los rayos utilizados, en lugar de ser de láser, son rayos X o electrones. A través de ellos se puede conocer la estructura de las moléculas.

La holografía ha experimentado en los últimos años un enorme desarrollo en campos tan diversos como la investigación, la medicina, la industria o el arte. Tenemos muchos usos conocidos y los utilizamos en nuestra vida cotidiana. En cuanto al arte, no parece que haya influido tanto como se esperaba. El pintor Salvador Dali fue uno de los primeros en utilizar hologramas, siempre tuvo el deseo de crear ilusiones ópticas en sus cuadros.

El propio Salvador Dalí habló sobre la holografía en abril de 1972, en Nueva York: "Desde los tiempos de Velázquez, todos los artistas se han interesado por las imágenes tridimensionales. En tiempos modernos, el cubismo analítico de Picasso intentó obtener las tres dimensiones de Velázquez. Ahora, debido a la genialidad de Gabor, mediante la holografía se ha alcanzado la capacidad para un nuevo Renacimiento del arte".

En plena era del ordenador, la digitalización y la realidad virtual, en lo que respecta al cine y al arte, la holografía no ha tenido el desarrollo esperado. Eso no quiere decir que no tenga futuro, porque cada vez tiene más aplicaciones.