Dimensión perdida en fotos

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

• Irudiak/Soinuak
• Fisika

A holografía é una técnica fotográfica avanzada que consiste no desenvolvemento de imaxes tridimensionales. Paira iso utilízase o raio láser. Por tanto, o holograma é una imaxe tridimensional obtida polo raio láser.

A holografía foi creada en 1947 polo físico húngaro Dennis Gabor e recibiu o Premio Nobel de Física en 1971. A súa intención era mellorar o microscopio electrónico mediante un rexistro fotográfico de imaxes. Non conseguiu o obxectivo, pero inventou una vía interesante paira obter imaxes: a holografía. Tomou o nome do grego porque holos significa 'completo' e os hologramas mostran o obxecto na súa totalidade, non só una perspectiva. Posteriormente, utilizando láser, Emmet Leith e Juris Upatnieks melloraron moito o sistema en Estados Unidos en 1963 e Juri Denisiu na Unión Soviética.

A realidade entre mans

A pesar de que non é máis que un reflexo da realidade, o holograma garda o misterio e a suor dos científicos, que trata de reflectir a realidade.

Paira iso, do mesmo xeito que na fotografía tradicional, primeiro hai que sacar a foto e despois revelala. O rexistro de hologramas baséase tamén en dous pasos: primeiro hai que rexistrarse nunha placa fotográfica e despois, despois de “revelala”, faise pasar un raio de luz paira formar a imaxe do obxecto. No caso dos hologramas, a fotografía é consecuencia da interferencia entre os raios de luz.

Nos hologramas esta interferencia débese ao desfasamento entre dous raios de luz. Dise que cando dúas ondas van na mesma fase, sen ningún desfasamento, son coherentes. No estudo dos hologramas é imprescindible coñecer esta diferenza de fase entre ondas. Por que é importante coñecer a fase dunha onda? As dúas ondas que parten dun mesmo foco coa mesma fase e coa intención de realizar o mesmo percorrido ou distancia, terán a mesma fase de chegada. Con todo, se o percorrido que realizan estas dúas ondas é diferente, as dúas están atrasadas entre si e non estarán en fase.

O láser é a fonte que nos ofrece un fai de luz realmente coherente. Nos hologramas, a luz do láser divídese en dous partes: una parte do fai utilízase paira iluminar o obxecto e a outra, denominada serie de referencias, ataca ao soporte, á placa fotográfica ou á emulsión. Estes dous raios están en fase. Até cando? O raio de luz incidente sobre a superficie do obxecto chocará contra o obxecto e por tanto os raios reflectidos aparecerán desfasados. De feito, o feixe de luz que incide sobre o obxecto reflíctese en todos os puntos do obxecto, polo que cada raio reflectido aparece desfasado.

Ao unir na placa fotográfica o feixe de luz de referencia e o feixe de luz reflectido polo obxecto, ao non ser coherentes ambos os raios, prodúcense interferencias entre eles. Estas interferencias dependen da estrutura tridimensional do obxecto, quedando toda esta información rexistrada en placa fotográfica ou soporte. Revelando isto, reconstrúese toda a imaxe. Obtense así una imaxe de todo o obxecto. Ademais, non debemos esquecer que cada parte dun holograma é capaz de reconstruír toda a imaxe.

Cando observamos o holograma, por tanto, podemos ver o obxecto en dimensións de imaxe e si observamos que o holograma se está movendo dun lado a outro, veremos que a imaxe cambia e poderemos observar as partes da imaxe, coma se vímolo na realidade, é dicir, con movemento. Con todo, os hologramas non deben reflectir necesariamente una imaxe tridimensional. Pode suceder que dous ou máis imaxes insíranse nun mesmo soporte e vexan una ou outra segundo o ángulo. Por exemplo, se fixésemos un holograma dun libro aberto cunha lupa encima, desde cada posición poderiamos ler una determinada parte do texto.

Se se iluminan adecuadamente estes hologramas, dalgunha maneira, salguen fose dos seus límites. Ademais, dependendo da posición do observador, obsérvase una imaxe diferente e a miúdo é difícil manter a tentación de tocalos.

Aplicacións visibles

Algunhas aplicacións da holografía son tan cotiás que moita xente non se dá conta. Pero si fixásese no billete que ten entre mans, enseguida vería na parte traseira e á dereita a brillante franxa de arriba abaixo. Trátase dun holograma no que ao mover o billete aparece o símbolo do euro e o importe do billete. Os cartóns de crédito e de teléfono tamén mostran un holograma paira comprobar a súa autenticidade.

Quizá a aplicación máis coñecida e estendida sexa a dos sistemas de seguridade: estas imaxes especiais son as habituais en billetes, cartóns de crédito, cartóns de identificación, etc. Aínda que brillantes e rechamantes, non se utilizan como adornos, senón paira dificultar o traballo aos falsificadores.

Una das aplicacións máis interesantes da holografía é a capacidade de almacenamento de información. A memoria holográfica é similar á fotografía tridimensional. Con todo, a diferenza das películas fotográficas, no material da memoria holográfica pódense gardar varias 'imaxes', una sobre outra.

Paira iso utilízanse raios de referencia emitidos desde diferentes ángulos. Despois, paira ler as 'imaxes', utilízanse dous raios láser cruzados paira recuperar o modelo de luz utilizado durante a escritura. A información obtida é dun modo ou outro dependendo do ángulo desde o que se mire o soporte. Desta forma pódese almacenar moita información nun pequeno soporte co que se espera, entre outras cousas, que a memoria dos DVDs e os seus descendentes aumente considerablemente.

Nestas técnicas holográficas, o láser “escribe” a información sobre un polímero sensible á luz. Con todo, a diferenza dos DVDs nos que a información se almacena en superficie, a holografía utiliza o volume total do material paira almacenar a información. Nos laboratorios de investigación preténdese perfeccionar estes polímeros especiais até chegar a acumular 1.600 gigabytes, entre outros. É un enorme volume de datos, equivalente ao que se podería gardar nos 360 DVDs actuais ou escribir 780 millóns de páxinas DIN-A4, saca as contas.

A holografía tamén serve paira desentrañar os segredos da materia, xa que as moléculas poden verse en tres dimensións grazas a una técnica baseada na holografía. Esta técnica ten una resolución enorme, ao redor da medida dun átomo aproximadamente. Do mesmo xeito que noutras aplicacións, trátase de rexistrar a interferencia entre ambos os raios. Os raios utilizados, en lugar de ser de láser, son raios X ou electróns. A través deles pódese coñecer a estrutura das moléculas.

A holografía experimentou nos últimos anos un enorme desenvolvemento en campos tan diversos como a investigación, o medicamento, a industria ou a arte. Temos moitos usos coñecidos e utilizámolos na nosa vida cotiá. En canto á arte, non parece que inflúa tanto como se esperaba. O pintor Salvador Dali foi un dos primeiros en utilizar hologramas, sempre tivo o desexo de crear ilusións ópticas nos seus cadros.

O propio Salvador Dalí falou sobre a holografía en abril de 1972, en Nova York: "Desde os tempos de Velázquez, todos os artistas interesáronse polas imaxes tridimensionales. En tempos modernos, o cubismo analítico de Picasso tentou obter as tres dimensións de Velázquez. Agora, debido á xenialidade de Gabor, mediante a holografía alcanzouse a capacidade paira un novo Renacemento da arte".

En plena era do computador, a dixitalización e a realidade virtual, no que respecta ao cine e á arte, a holografía non tivo o desenvolvemento esperado. Iso non quere dicir que non teña futuro, porque cada vez ten máis aplicacións.