Ecuación matemática sobre fenómeno óptico. El joven científico mexicano que la encuentra

Seguramente te ha ocurrido en alguna ocasión, que miras a través de una cámara fotográfica o unos binoculares, y has visto la imagen borrosa o con escasa nitidez. Seguro que pensaste al instante que el lente estaba sucio, y quizá lo estaba. Pero hay veces que no se trata de eso, sino de un fenómeno óptico denominado aberración esférica.

Deben ser corregidos

Esto es, un defecto de los sistemas ópticos, que causa que la imagen que se crea aparezca ‘nublada’ o distorsionada. Por tanto, un sistema así que tenga una aberración formará imágenes sin claridad, sin nitidez. Por ello, los fabricantes de estos tipos de dispositivos ópticos deben corregirlos para evitar esta tan molesta aberración.

También podemos encontrar este fenómeno en:

Este fenómeno lo podemos encontrar en los sistemas ópticos que usan superficies esféricas, tales como cámaras fotográficas, telescopios, binoculares, microscopios, etcétera. Las lentes y espejos curvos que usan estos dispositivos generalmente se hacen con superficies esféricas; debido a que esta forma es más fácil de formar que cualquier otra.

Se reflejan o refractan 

De manera que, los rayos de luz al incidir sobre estas superficies se reflejan o refractan en mayor o menor medida, según se acercan o se alejan del centro. Esta desviación trae como consecuencia que disminuya la calidad de la imagen producida por los equipos ópticos.

Pues quien ha logrado dar con la solución definitiva a este problema se llama Rafael González Acuña, joven matemático mexicano de 28 años. Entrevistado recientemente por sus logros, jocosamente dijo que una mañana se encontraba preparando un pan con Nutella y de momento le vino la solución al problema de la ecuación matemática sobre fenómeno óptico . Hasta el propio Isaac Newton intentó develar este misterio en su momento y fue infructuoso. Y aunque se habían logrado aproximaciones, ninguna persona había dado con una respuesta tan completa y exacta.

¡Eureka!

Rafael ya llevaba unos cuantos meses tras la ecuación matemática sobre fenómeno óptico, pero esa mañana en particular algo le decía que lo había logrado al fin. Según sus propias palabras, subió a su cuarto y se puso a programar lo que había pensado. Al ver que el resultado era un éxito se puso a dar saltos de alegría. Actualmente, el joven científico está cursando un doctorado en nanotecnología allí donde mismo trabaja, en el Instituto Tecnológico de Monterrey. Donde es graduado de Ingeniería en Física Industrial.

Pero no estuvo solo, contó con el apoyo de su amigo Alejandro Chaparro, egresado de la UNAM, quien ya llevaba 3 años trabajando en el tema. Alejandro lo habría retado hace algún tiempo a encontrar la solución a un problema mítico para físicos y matemáticos.

ecuación matemática sobre fenómeno óptico
Ejemplo de reflejo y refracción

 Diocles

La primera persona en hablar sobre la aberración, según se conoce, fue el griego Diocles, hace más de 2 mil años. Luego Newton y Leibniz dedicaron tiempo y esfuerzo, pero sin lograr que la visión usando lentes esféricos conservara toda su nitidez. Newton sí dio solución a la aberración cromática (de color), logrando enfocar los colores en un solo punto, pero no pudo con la aberración esférica.

Anteriormente de concoer la ecuación matemática sobre fenómeno óptico

En el pasado siglo XX, en 1949, el problema fue planteado formalmente por 2 científicos, y desde entonces se conoció como problema de Wasserman – Wolf. Ellos plantearon de forma analítica el uso de una lente asférica. Esto es, usar una superficie esférica no en su totalidad sino más libre, o sea, esférica solo en algunas partes.

Reducir fuertemente la aberración esférica

Este tipo de diseño buscaba reducir fuertemente la aberración esférica. Más adelante muchos otros investigadores propusieron usar 2 lentes en lugar de uno para corregir la aberración; pero ninguno daba una solución práctica, sino solo numérica.

Corregir la aberración que se genera

La ecuación matemática sobre fenómeno óptico que logró Rafael, describe la forma que debe tener esa segunda superficie asférica de la lente dada una superficie inicial. Así como la distancia que tiene que mediar entre el objeto y la imagen. De esta manera, se corrige toda la aberración que se genera. Acuña comenta que, durante las pruebas a la ecuación, calcularon la eficiencia a 500 rayos de luz. El promedio de satisfacción obtenido para todos los intentos fue de 99.999999%.

Esto significa

Esto significa un relevante hallazgo ya hablando de la práctica, puesto que propiciará que se logre mayor calidad en los lentes de los dispositivos ópticos, sin importar distancia, grosor o material. Y así, se terminan así 7 décadas de búsqueda al problema de Wasserman – Wolf.

Después de socuinar el problema de Wasserman Wolf

Rafael agradeció a su instituto por el apoyo logístico en el estudio de la ecuación matemática sobre fenómeno óptico, pero sobre todo agradeció a su asesor, que en su opinión siempre lo impulsó a continuar hasta finalmente haber logrado el éxito. Hoy por hoy dice que puede darse el lujo de descansar, tras meses de obsesión intentando resolver este problema legendario. ¡Problema resuelto!