Aplicaciones médicas de la luz, mirando dentro del tejido humano, a menudo están limitados por la naturaleza altamente dispersante del tejido. Inuitivamente, se supone un límite inferior de un fotón por píxel de la cámara. Científicos de la Universidad de Twente en Holanda y Caltech en Pasadena, ESTADOS UNIDOS, probar que el límite inferior es en realidad mucho más bajo, abriendo así posibilidades de profundizar en el tejido con menos luz.

¿Cómo se envía la luz a través del tejido disperso y cuánta luz realmente se necesita para eso? Un fotón por píxel de la cámara sería el límite inferior, tu podrias decir. Notablemente, puedes ir mucho más bajo, investigadores de UT y Caltech se presentan en Cartas de revisión física .

Aunque la luz tiene aplicaciones biomédicas prometedoras, por ejemplo, para medir la circulación sanguínea o rastrear tumores, la profundidad está limitada por la gran dispersión del tejido. ¿Cuánta luz necesitas realmente? Los nuevos resultados de investigadores de la Universidad de Twente en Holanda y Caltech en Pasadena, muestra que el límite inferior intuitivo de un fotón por píxel en realidad no es el límite inferior. Gracias al carácter ondulatorio de la luz, incluso una milésima parte de un fotón por píxel es suficiente. Por varias razones, estas son buenas noticias, ya que no se puede simplemente usar más luz:demasiada puede dañar el tejido.

Seguimiento posterior

La pequeña cantidad de luz que se abre paso a través del tejido, ha recorrido un camino complejo. Está esparcido muchas veces, pero finalmente encuentra una salida. Si logras volver por este camino, sabe qué forma de onda se necesita para enviar luz a través del tejido con éxito. Aunque no conoce la ruta exacta en ese caso, sabes que hay una ruta:calculas el resultado hasta la fuente. De esta forma también es posible enfocar la luz dentro del tejido, permitiendo mirar a través del tejido o más profundamente dentro del cerebro.

Contradictorio

Imagine no más de 1000 fotones viajando a través del tejido, mientras que el chip de la cámara tiene 200.000 píxeles. El primer pensamiento es que solo 1000 píxeles reciben luz, mostrando un "punto" ocasional aquí y allá. Esta no es la suposición correcta, sin embargo. Diferentes píxeles pueden, al mismo tiempo, registrar la información de un solo fotón. Como la luz también es una onda, un fotón puede viajar por diferentes caminos. La fase de la luz que incide sobre los píxeles de la cámara, es siempre una combinación de la señal real y una fuente de referencia. Incluso con una 'proporción desigual' de píxeles y fotones, la imagen completa está disponible y se puede calcular de nuevo a la fuente. Aunque la imagen tiene menos contraste, sigue siendo posible reconstruirlo. Eso es algo que no esperaría ver a los fotones como partículas separadas. Este resultado contradictorio demuestra que se necesita mucha menos luz para penetrar profundamente en el tejido. Esta es una buena noticia para las aplicaciones en nuevas técnicas de imagen, por ejemplo, técnicas híbridas que utilizan una combinación de luz y ultrasonido.