Científicos de la Universidad de Connecticut revelaron una innovadora tecnología de imagen que captura imágenes ópticas ultra nítidas sin necesidad de lentes ni alineación precisa. Este avance, conocido como MASI (Multiscale Aperture Synthesis Imager), supera límites físicos que han restringido la óptica durante décadas. Permite una resolución submicrónica de campo amplio a distancias antes imposibles, marcando un hito fundamental en el campo.
La invención, desarrollada por el laboratorio del profesor Guoan Zheng, se inspira en el sistema de telescopios que capturó la primera imagen de un agujero negro. Las herramientas de imagen han sido cruciales para el progreso científico, desde la astronomía hasta la biología celular. Sin embargo, la combinación de alta resolución y amplio campo de visión en longitudes de onda ópticas siempre requirió equipos voluminosos y alineaciones complejas, un obstáculo persistente.
Publicado en Nature Communications en enero de 2026, el estudio presenta una dirección radicalmente nueva. La tecnología MASI podría redefinir el diseño y uso de sistemas ópticos en diversos campos, desde la medicina hasta la industria. Este enfoque representa un cambio fundamental respecto a los métodos convencionales, prometiendo aplicaciones disruptivas que van más allá de lo imaginable.
Cómo la imagen computacional supera los límites ópticos
La esencia de este avance reside en resolver un problema técnico de larga data. La imagen de apertura sintética, el método que permitió al Telescopio del Horizonte de Sucesos capturar la imagen de un agujero negro, funciona combinando coherentemente mediciones de múltiples sensores separados para simular una apertura de imagen mucho mayor. Esta estrategia ha sido exitosa en radioastronomía, donde las ondas de radio tienen longitudes de onda largas, facilitando la sincronización precisa de señales.
Sin embargo, la luz visible opera en una escala mucho menor. En estas longitudes de onda, la precisión física requerida para mantener múltiples sensores perfectamente sincronizados se vuelve extraordinariamente difícil, si no imposible, con métodos convencionales. MASI adopta un enfoque diferente. En lugar de exigir una alineación física exacta, cada sensor óptico recoge la luz de forma independiente.
Algoritmos computacionales avanzados se encargan de sincronizar los datos una vez completadas las mediciones. El profesor Zheng compara esta idea con un grupo de fotógrafos que capturan la misma escena, pero cada uno registra información cruda sobre el comportamiento de las ondas de luz. Luego, un software combina estas mediciones separadas en una única imagen de altísima resolución, eludiendo así las rígidas configuraciones interferométricas que limitaban los sistemas ópticos.
Una apertura virtual con resolución sin precedentes
MASI se desvía de la imagen óptica tradicional de dos maneras clave. Primero, elimina por completo las lentes. En lugar de enfocar la luz a través de cristales, el sistema utiliza una matriz de sensores codificados colocados en diferentes ubicaciones dentro de un plano de difracción. Cada sensor registra patrones de difracción, que describen cómo se propagan las ondas de luz después de interactuar con un objeto.
Estos patrones contienen información tanto de amplitud como de fase, que luego puede recuperarse mediante técnicas computacionales. Después de reconstruir el campo de onda complejo de cada sensor, el sistema extiende digitalmente los datos y propaga matemáticamente los campos de onda de vuelta al plano del objeto. Un proceso computacional de sincronización de fase ajusta las diferencias relativas entre los sensores.
Esta optimización iterativa aumenta la coherencia y concentra la energía en la imagen final reconstruida. Esta alineación basada en software es la innovación central, ya que al reemplazar la precisión física con la optimización computacional, MASI elude el límite de difracción y otras restricciones que han regido los sistemas ópticos. Según ScienceDaily.com, el resultado es una apertura sintética virtual que es mucho más grande que cualquier sensor individual, permitiendo una resolución submicrónica con un amplio campo de visión sin lentes.
La nueva tecnología de imagen sin lentes representa un salto cualitativo, transformando la forma en que interactuamos con el mundo microscópico y más allá. Al reemplazar la precisión física con la optimización computacional, MASI abre la puerta a descubrimientos en medicina, ciencia de materiales e incluso en la exploración espacial. Su potencial para revelar detalles ocultos sin las restricciones ópticas tradicionales es inmenso y apenas comienza a explorarse, prometiendo una era de visualización sin precedentes.
