Óptica

Desde el punto de vista de la física, la Óptica estudia procesos que dictan el comportamiento de la luz, así como los mecanismos de su generación y de su detección. Lo anterior, por ejemplo, emerge como visión en el humano y también en muchos sistemas vivos.

La aportación de los estudios de la luz, resulta de importancia añeja, ya que ha servido durante mucho tiempo para ampliar las capacidades visuales humanas en la elaboración de lupas, de microscopios y de telescopios. También, ha atendido la corrección de anomalías visuales como la miopía, el astigmatismo, la presbicia o las cataratas. Este tipo de soluciones empezaron empíricamente pero, a través de un estudio más detallado, se han refinado hasta conformar un conjunto de recursos ya clásicos: los recursos ópticos.

Otro conjunto de aplicaciones de la óptica en la tecnología corresponden a la trasmisión y al procesamiento de información tanto visual como no exclusivamente visual. Estas aplicaciones se realizan no sólo con componentes clásicas como lentes sino, por ejemplo, con las fibras ópticas, las cuales tienen propiedades muy adecuadas para la trasmisión y el procesamiento de la información en general, como la telefonía o la internet.

Debe destacarse que algunos problemas planteados en las últimas décadas del siglo XIX en relación con la generación y la detección de la luz fueron de los fenómenos que primero pusieron en evidencia la necesidad imperativa de desarrollar una nueva teoría que describiese procesos naturales no descritos ni abarcados por la Mecánica de Newton o el Electromagnetismo de Maxwell. Surgió así la Mecánica Cuántica, que se desarrollara durante las primeras décadas del siglo siguiente y que se consolidara al explicar fenómenos tales como los moleculares, los atómicos y los nucleares, entre otros muchos. En este nuevo contexto, la “unidad” luminosa indivisible se conoce como fotón.

Uno de los descubrimientos generados por los nuevos enfoques es la fuente luminosa conocida como láser. El advenimiento de fuentes láser ha sido posible también por estos deseos de superar los canales y sistemas de información y por aumentar sus capacidades; pero los mismos tipos de fuentes como los láser han dado lugar a muchas otras aplicaciones que antes sólo se imaginaban, como la holografía o la interferometría de alta precisión que son, por cierto, aspectos que inciden en el sector productivo y en la Metrología por su gran relación con las propiedades mecánicas de muchos tipos de objetos. Estas nuevas fuentes también ponen en evidencia propiedades antes desconocidas de nuevos materiales que inciden, a su vez, en procesamiento de imágenes e información en general, ampliando grandemente las capacidades previamente mencionadas. Por otra parte, las propiedades luminosas de transmisión de momentos (lineal o angular) determinan la manipulación de objetos pequeños, como es el caso de las ya populares pinzas ópticas.

Así, en general la perspectiva de la óptica como motor de innovación tecnológica es muy amplia porque se continúan describiendo y descubriendo nuevas propiedades, desarrollando novedosos materiales que van a permitir sistemas no sólo visuales sino en general de manejo de información de gran aplicación por su gran capacidad y alta rapidez y no sólo en el sector productivo, sino en el sector salud y en el desarrollo y diseño de materiales con nuevas propiedades útiles. Por otra parte, el estudio de la luz a niveles microscópicos (a niveles “fotónicos”) también continúa aportando no nada más interesantes aplicaciones, sino ejemplos de comportamientos de materia y energía que ponen a prueba las teorías más consolidadas en varios de sus ámbitos.

*gzurita@fcfm.buap.mx