La mampara indiscreta que hubiera salvado a Marion Crane

Imagina poder leer un texto oculto por una hoja de papel opaca colocada a 6 mm de distancia si el texto está escrito en tinta fluorescente con caracteres de 0,05 mm. Parece imposible, pero hoy ya es una realidad. Jacopo Bertolotti (Univ. Twente, Holanda) y sus colegas lo publican hoy en Nature. Un primer paso que augura un futuro muy prometedor en imagen biomédica no invasiva. Los autores creen que en un futuro no muy lejano, inyectando contrastes fluorescentes por vía intravenosa, será  posible ver el flujo de la sangre u otros líquidos a través de la piel u otros tejidos con una gran resolución espacial, mucho mayor que la permiten las técnicas basadas en ultrasonidos. Nos lo cuentan Demetri Psaltis, Ioannis N. Papadopoulos, “Imaging: The fog clears,” Nature 491: 197–198, 08 November 2012. El artículo técnico es Jacopo Bertolotti, Elbert G. van Putten, Christian Blum, Ad Lagendijk, Willem L. Vos, Allard P. Mosk, “Non-invasive imaging through opaque scattering layers,” Nature 491: 232–234, 08 November 2012.

La clave del proceso es que la hoja de papel o la pantalla que oculta el objeto sea translúcida (semitransparente), como una mampara de baño. Los pocos fotones que atraviesan la pantalla sin interaccionar con ella, llamados fotones “balísticos,” llegan antes que los demás fotones, con lo que un detector rápido puede reconstruir la imagen de forma nítida. El problema es que los fotones “balísticos” pueden atravesar solamente objetos de muy poco grosor (menos de 1 mm). Para compensar este efecto, los autores usan la técnica llamada conjugación de fase. Básicamente consiste en reconstruir la trayectoria de todos los fotones hacia atrás (similar al backward ray tracing usado en gráficos por ordenador). Utilizando una luz láser bien colimada que se hace incidir sobre la pantalla (u hoja de papel) y cuyo reflejo en el objeto retorna a través de ella, se puede estimar el efecto de la dispersión en la trayectoria de los fotones. Aplicando dicha estimación a la luz que se recibe del objeto oculto, se puede reconstruir su imagen con gran nitidez. Los autores usan un algoritmo iterativo de tipo Gerchberg-Saxton con ventanas de Hamming, fácil de entender para quien conozca las técnicas de óptica de Fourier (muy usadas en astronomía o cristalografía).

 

¿Podría utilizarse esta técnica para ver a distancia a través de la mampara translúcida de un baño? ¿Podría utilizarse para ver los huesos y las células de un mano iluminada por una bombilla? En principio, se puede hacer, lo que pasa es que se requieren importantes avances tanto en los detectores, como en los algoritmos de análisis. Una prueba de concepto siempre es un primer paso. Nunca se puede saber hasta dónde llegará la técnica.

El título de esta entrada es combinación de “La mampara indiscreta” sugerido por Daniel Arribère ‏(@dani_arribere) y “Marion Crane no lo sabía…” sugerido por Juan Carlos Roldán (@1210802701). Propuse en Twitter “Estoy escribiendo una entrada sobre cómo ver con nitidez a través de la mampara translúcida de un baño. ¿Qué título pongo?” Otros títulos propuestos fueron “Se ve la luz al final del túnel” (txisko @TerrafranTxisko), “Lucidez en el baño” (meyuniverso@carvaser), y “Usando celo par ver a través de la mampara del baño” (David Deza@dvdzgz).

Pido perdón a todos los lectores habituales de este blog a quienes disgustan este tipo de títulos.