Holografía: Introducción al holograma (7° parte)
Holografía dinámica y espectroscopía
El laboratorio está centrado en el desarrollo, procesamiento y estudio óptico de materiales ópticos no lineales, con particular énfasis en el estudio de defectos puntuales relacionados con la respuesta óptica de los materiales. La actividad actual se centra en el crecimiento de monocristales a partir de fundidos y láminas delgadas preparadas por depósito mediante ablación con láser (PLD).
La absorción óptica y la reflectividad se realiza usando un espectrofotómetro Varian 5E de rango 200-3.000 nm. La temperatura de la muestra puede ser controlada en el rango de 4,2 a 300 K. Los materiales fotorrefractivos se caracterizan mediante holografía dinámica. La técnica se basa en láseres de Ar+ de 5 W y de Ti-zafiro. Los índices de refracción de las láminas y las estructuras de guía ondas se miden usando la técnica de modos oscuros. Se dispone también de un dispositivo simple de fotoluminiscencia.
Espectrofotómetro Varian 5E
Equipo para holograma de transmisión
Aplicaciones del holograma
Láseres Para Visualizar en 3D muestras biológicas
(Técnica holográfica)
Científicos de la Purdue University han desarrollado una nueva tecnología de captación de imágenes que ha permitido realizar el primer "paseo visual" a través de un tumor vivo. La técnica, que usa láseres, hologramas y detectores especiales, podría sustituir a los habituales rayos-X, dañinos para los tejidos.
Dispositivo láser para visualizar en 3D muestras biológicas
David Nolte y su equipo llaman a esta nueva técnica "optical coherence imaging". La han utilizado para registrar un video del interior de un tumor canceroso de rata, la primera vez que alguien ha hecho un "vuelo" holográfico a través de un tejido vivo de este tipo, que no se encontraba en el interior de un animal, sino que fue cultivado y mantenido con vida en un medio con nutrientes. La técnica OCI tiene muchas aplicaciones, además de las imágenes de diagnóstico en medicina e industria. Su interés actual reside en que permitirá, por ejemplo, comprobar cómo reaccionan los tumores en tiempo real, mientras son tratados con fármacos experimentales.
De especial importancia en la OCI es la película holográfica semiconductora desarrollada para la ocasión. Muchas otras tecnologías requieren en primer lugar que los especimenes, como los tumores, sean especialmente preparados y cortados en pedazos para su examen, lo cual mata los tejidos. Con la OCI, los investigadores médicos sólo tendrán que utilizar un joystick para "navegar" de forma interactiva a través de los tejidos vivos, sin dañarlos. Las "películas holográficas dinámicas" utilizadas son las películas más sensibles del mundo. Son necesarias para que el sistema funcione. Cuando dos rayos láser se cruzan sobre la película, se crean imágenes holográficas. Pero a diferencia de las imágenes fijas que estamos acostumbrados a ver, la película se mueve y por tanto ofrece imágenes cambiantes. Son hologramas que se ajustan a las condiciones cambiantes de luz e información transportadas por los rayos láser. Toda esta información coherente es almacenada a partir de la luz, de manera que tenga un aspecto tridimensional, como si procediera del objeto original. La película es combinada con una serie de lentes y espejos, que actúan como filtros, rechazando la luz ordinaria. Sólo se necesita la luz coherente del láser para producir las imágenes.
No obstante, la mayoría de detectores de luz, incluido el ojo humano, no pueden ver la luz coherente, por lo que debe emplearse película holográfica, una película fabricada con capas alternativas de dos materiales, arseniuro de galio y arseniuro de galio-aluminio. Estos semiconductores forman una película de 200 capas, cada una de ellas de unos 8 nanómetros de espesor.
Hasta cierto punto, la holografía se puede aplicar en la microscopía óptica, especialmente en el estudio de los organismos vivos. La mejor aplicación de la holografía, sin embargo, se halla en el campo de la interferometría. Al hacerse visibles diferencias en los frentes de onda de pequeñas fracciones de longitud de onda, este método resulta de enorme sensibilidad para el estudio de deformaciones de determinados materiales.
Otra aplicación importante la constituye el almacenamiento de datos digitales, que se pueden grabar como puntos brillantes y oscuros en las imágenes holográficas. Un holograma puede contener un gran número de 'páginas' que se graban con ángulos distintos respecto de la placa, permitiendo almacenar una cantidad enorme de datos en un solo holograma. Iluminándola mediante un haz de láser con diferentes ángulos se pueden recuperar selectivamente las distintas páginas.
El holograma se aplica a todas las siguientes áreas: Neurología, Medicina, Física, Mecánica Cuantica, Parapsicología, Psiquiatría, Informática, Mecánica Celeste, Mecánica Ondulatoria, Pedagogía, Óptica, Educación, Microscopia, Oftalmología, Interferometría, Biología, Teología, Cienciología, Luminotecnia, Ensayos de Materiales, Electrónica, Fisiología, Música, Matemática, Mecánica Relativista, Metafísica, Astronomía, Astrofísica, Filosofía, Geología, Mecánica de Matrices, Telecomunicaciones
Microscopia:
En el campo de la microscopia una observación atenta generada desde un holograma obtenido a partir de la muestra a analizar, crea una mayor apreciación de la estructura y organización microscópica de la muestra. Este aporte agranda las fronteras de la microscopia en la investigación biológica, histológica y en los campos de bacteriología.
Macánica celeste:
Proponiendo la estructura holográfica al cosmos, se despiertan nuevas inquietudes sobre el comportamiento del universo, tales como las intereracciones de los fotones con las diferentes dimensiones cosmicas que existen y la interacción de las mismas con los cuerpos celestes y sus niveles de energía (estados de las frecuencias).
Holografía y Agujeros negros
La relación entre la entropía y el área del agujero negro es muy interesante. Es un ejemplo del holograma óptico usual en el cual una superficie bidimensional (la pantalla del televisor, por ejemplo) codifica información sobre la forma tridimensional de un objeto. Una idea parecida fue propuesta hace ya algunos años por Gerardus't Hooft y Leonard Susskind, que sugirieron que el número de grados de libertad que describen una región en una teoría de gravedad es proporcional al área de esa región. Los agujeros negros en el interior se describen mediante un gran número de partículas en el borde. Y en esta formulación no hay pérdida de información porque la teoría cuántica de las partículas del borde es una teoría unitaria que respeta los postulados de la Mecánica Cuántica.
Filosofía:Las cualidades del holograma como la descodificación del todo en cada parte, son comprobaciones científicas de verdades filosóficas milenarias, que permiten mostrar a los filósofos la aplicación fisica de sus pensamientos.
Ensayos de materiales:
Se realizan experimentos sencillos que conducen a entender la tecnología de punta en pruebas ópticas no destructivas (deformaciones, esfuerzos, fatiga, resonancias), con luz láser, aplicando la interferometría a la técnica holográfica.
Luminotecnia: Las técnicas cinematográficas saben aprovechar el aporte del holograma para la creación de personajes de ciencia ficción, permitiendo generar un mayor contraste en la calidad de las imágenes y un mayor aprovechamiento de las fuentes de luz utilizadas para la grabación.
Educación: Los educadores han sabido siempre que la ansiedad afecta la capacidad de aprender de un alumno De esa manera, el modelo holográfico del cerebro que considera a éste como un analizador complejo de frecuencias, permite comprender las diferencias individuales de estilo de aprendizaje y permite comprender qué métodos de enseñanza, como la meditación, el biofeedback y la sugestología, pueden generar estados armoniosos más relajados en los estudiantes, permitiéndoles elevar su nivel de asimilación.
Interferometría: La utilización en interferometría da una forma simplificada entender la superposición de dos rejillas que generan franjas de moiré y extender estos conceptos a la Holografía con luz láser. Se calcula el período de las franjas de moiré y se observan en detalle varios hologramas. El experimento consiste en implementar el arreglo interferométrico para crear un holograma en el sensor de una cámara de video (CCD). Finalmente el experimento explica el concepto de la interferencia entre dos hologramas digitales y su potencial para hacer mediciones; en particular se estudia la resonancia de una placa metálica.
Neurología: Ciertos descubrimientos conciernen a todos los hombres y todo conduce a pensar que, una nueva explicación nos permite adquirir una inédita perspectiva de la realidad y poder tomar un respiro en la inescapable rueda del destino. Hoy día el frente de las investigaciones ha avanzado aún más en el conocido Centro de Investigaciones del Cerebro y de las Ciencias de la información y se basaron en el trabajo de Pribram de 1.991, ¡el cerebro es una entidad holográfica que interpreta un universo holográfico!
Esto produjo una nueva visión de las redes neurológicas: campos cuánticos y datos biológicos, donde la Mecánica Cuántica muestra niveles de procesamiento dendrítico y nanoneurológico de la función perpetual.
-Este descubrimiento es de gran importancia en mecánica cuantica ya que permite explicar la naturaleza de nuestra existencia y la naturaleza del universo mismo proponiendo un nuevo paradigma de vida: "El universo holográfico"
Portada del libro El universo holográfico
Universo holográfico-mecánico cuántico
El paradigma de Bohm
En 1.982 Alain Aspect [físico de la universidad de París] y su equipo descubren que sometiendo a determinadas condiciones a las partículas subatómicas como a los electrones, ellas son capaces de comunicarse instantáneamente unas con otras independientemente de la distancia que las separa, sea 10 metros o 10 mil millones de kilómetros. Es como si cada individual partícula supiera exactamente que cosa están haciendo todas las demás. Este fenómeno puede ser sólo explicado de dos modos: o la teoría de Einstein que excluye la posibilidad de comunicaciones más veloces a la luz, que serían erradas, o bien las partículas subatómicas son conectadas no-localmente. La hipótesis más acreditada es la segunda.
David Bohm, conocido físico de la universidad de Londres, recientemente fallecido, opinó que los descubrimientos de Aspect implican que la realidad objetiva no existe. A pesar de su aparente solidez, el universo es en realidad un fantasma, un holograma gigantesco y espléndidamente detallado. La tridimensionalidad de tales imágenes no es la única característica interesante de los hologramas. En efecto, cada parte de un holograma contiene todas las informaciones poseídas por el holograma íntegro. Esta característica de los hologramas nos provee una manera totalmente nueva de comprender los conceptos de organización y orden. En casi todo su transcurso la ciencia occidental ha actuado bajo el prejuicio de que el modo mejor de entender un fenómeno físico, se trate de una rana o de un átomo, fue seccionando y estudiando las varias partes.
Los hologramas nos enseñan que algunos fenómenos pueden exceder a este tipo de aproximación. La intuición le sugirió a Bohm una dirección diferente para así poder comprender el descubrimiento del doctor Aspect. Se convenció de que el motivo por el cual las partículas subatómicas quedan en contacto, independientemente de la distancia que las separa, reside en el hecho de que su separación es una ilusión: en un cierto nivel de realidad más profunda, tales partículas no son entidades individuales sino extensiones de un mismo "organismo" fundamental. Si las partículas subatómicas nos aparecen separadas es porque somos capaces de sólo ver una porción de su realidad, ellas no son "partes" separadas, sino tallas de una unidad más profunda y básica, que resulta por fin igualmente holográfica e indivisible.
Y ya que cada cosa en la realidad física es constituida por estas "imágenes", se comprueba que el universo mismo es una proyección, un holograma. Si la separación entre las partículas subatómicas es solo aparente, eso significa que, a un nivel más profundo, todas las cosas son conectadas infinitamente.
Cada subdivisión necesariamente resulta artificial y toda la naturaleza no es otra cosa que una inmensa red interminable. En un universo holográfico hasta el tiempo y el espacio no serían más que principios fundamentales, ya que conceptos como la localidad (ubicación) son quebrantados en un universo donde nada está realmente separado del resto: también el tiempo y el espacio tridimensionales, debería ser interpretados como simples proyecciones de un sistema mucho más complejo.
A un nivel más profundo, la realidad no es otra que un tipo de súper-holograma, dónde el pasado, el presente y el futuro coexisten simultáneamente; esto implica que, teniendo los instrumentos apropiados, un día podríamos entrar en aquel nivel de la realidad y recoger las escenas de nuestro pasado por largo tiempo olvidado. Que otra cosa podría contener el súper-holograma queda como una pregunta sin respuesta. Deberíamos imaginarlo como un tipo de almacén cósmico de Todo lo que Existe. Si es verdadero que el universo está organizado según principios holográficos, cada partícula existente contendría en sí misma la imagen entera.
Trabajando en el campo de investigación sobre las funciones cerebrales, también el neurofisiólogo Karl Pribram, de la universidad de Stanford, se ha convencido de la naturaleza holográfica de la realidad. Numerosos estudios en los años '20, demostraron que los recuerdos permanecen en determinadas zonas del cerebro: nadie logró explicar cuál es el mecanismo que permite al cerebro conservar los recuerdos, hasta que Pribram aplicó a este campo los conceptos de la holografía. Se ha descubierto que también los hologramas poseen una sorprendente capacidad de memorización: en efecto, sencillamente cambiando el ángulo de los dos rayos láser que golpean una pelícuLa fotográfica, se puede acumular mil millones de informaciones en un centímetro cúbico de espacio y también correlacionar ideas y descodificar frecuencias de distinto tipo. Codificar y descodificar frecuencias es exactamente lo que un holograma sabe hacer mejor.
Tal como un holograma suple, por así decir, a un instrumento de traducción, capaz de convertir un montón de frecuencias faltas de sentido en una imagen coherente y lo que existe no es otra cosa que un torbellino holográfico de frecuencias entonces el cerebro sólo es un holograma que selecciona algunas de estas frecuencias, transformándolas en percepciones sensoriales. El mundo material es una ilusión. Nosotros mismos creemos ser entidades físicas que se mueven en un mundo físico; pero todo esto es parte del campo de la pura ilusión. En realidad somos un tipo de "receptores" que flotan en un caleidoscópico mar de frecuencias y lo que extraemos de ello lo transformamos mágicamente en realidad física: uno de los mil millones de "mundos" existentes en el súper-holograma. Este impresionante nuevo concepto de la realidad ha sido bautizado paradigma holográfico".
En un universo holográfico no hay límites a los cambios que podemos aportar a la sustancia de la realidad, porque lo que percibimos como realidad es solamente una tela en espera a que se la pinte con cualquier imagen que queramos.
Autor: Guillermo Osvaldo Passera. Argentina.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)