Un equipo de físicos de la Universidad de Sídney ha dado un paso significativo en el campo de la microscopía óptica, al desarrollar un microscopio que no requiere el uso de una superlente. Este avance podría tener aplicaciones en campos tan diversos como la medicina, la arqueología y la tecnología en general.
Desde que Antonie van Leeuwenhoek, microbiólogo holandés del siglo XVII, introdujera el primer microscopio, los científicos han buscado constantemente formas de mejorar la potencia de estos dispositivos. Sin embargo, se encontraron con una barrera física conocida como límite de difracción, que impide observar objetos más pequeños que la mitad de la longitud de onda de la luz utilizada.
Una superlente es un tipo de lente fabricada con materiales metamórficos que pueden superar el límite de difracción. Aunque efectivas en teoría, las superlentes presentan desafíos como la absorción excesiva de luz y la distorsión de la imagen debido a la proximidad al objeto examinado.
El equipo de investigación de la Universidad de Sídney, liderado por Alessandro Tuniz, ha abordado el desafío de la microscopía óptica de una manera poco convencional, evitando el uso de una superlente.
Colocación de la Fuente de Luz
Una de las innovaciones clave del equipo fue la decisión de colocar la fuente de luz a una distancia considerable del objeto que se está examinando. Este enfoque contrasta con las técnicas convencionales que requieren que la superlente esté en estrecha proximidad con el objeto. Al hacerlo, lograron capturar tanto datos de alta resolución como de baja resolución del objeto.
Filtrado de Datos en Post-Procesamiento
Una vez capturada la información, el siguiente paso es el post-procesamiento en computadora. Aquí es donde la magia realmente sucede. Utilizando algoritmos especializados, el equipo filtra los datos de baja resolución, dejando solo la información de alta calidad. Este proceso de eliminación es crucial para obtener una imagen final clara y detallada.
Integridad de la Información de Alta Resolución
El método de mantener la fuente de luz alejada del objeto tiene otra ventaja: preserva la integridad de los datos de alta resolución. En técnicas anteriores, la cercanía de la superlente al objeto a menudo resultaba en la degradación de la información de alta resolución. Al evitar este problema, el equipo de Sídney ha logrado mantener la calidad de la imagen.
Amplificación Selectiva de Ondas de Luz
El equipo también destacó que su técnica produce una imagen «veraz» del objeto mediante la amplificación selectiva de ondas de luz evanescentes o desvanecientes. Estas ondas de luz, que normalmente se atenúan rápidamente, se amplifican para contribuir a la alta resolución de la imagen final.
El equipo utilizó luz con una frecuencia de terahertz, que se encuentra entre el espectro visible y las microondas. Esta elección es especialmente útil para la imagen biológica, como la visualización de estructuras proteicas o células cancerosas.
Este nuevo enfoque podría ser beneficioso en diversas áreas:
- Diagnóstico Médico: Mejora en la visualización de estructuras celulares.
- Arqueología y Ciencias Forenses: Imágenes detalladas de artefactos y pruebas.
- Ciencia de Materiales: Evaluación no destructiva de la integridad de microchips.
Esperemos que algo así salga del laboratorio de forma asequible en el mercado.
Más información en Nature Communications, en el artículo: Tuniz, A., Kuhlmey, B.T. Subwavelength terahertz imaging via virtual superlensing in the radiating near field. Nat Commun 14, 6393 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-41949-5