Argazkietan galdutako dimentsioa

Kortabitarte Egiguren, Irati

Elhuyar Zientzia

Argazkietan, objektuen bi dimentsioko irudiak jasotzen ditugu. Horietan, ordea, irudiaren sakontasuna galtzen da; objektu ororen hirugarren dimentsioa, alegia. Nola berreskuratu dezakegu galdutako hirugarren dimentsio hori? Hologramen bidez.
Argazkietan galdutako dimentsioa
2008/07/01 | Kortabitarte Egiguren, Irati | Elhuyar Zientziaren Komunikazioa

(Argazkia: Belgradoko Unibertsitatea)
Holografia argazkigintzaren teknika aurreratu bat da, eta irudi tridimentsionalak garatzean datza. Horretarako, laser izpia erabiltzen da. Beraz, holograma laser izpiaren bidez lortutako irudi tridimentsionala dela esan dezakegu.

Holografia 1947an sortu zuen Dennis Gabor fisikari hungariarrak, eta, hain zuzen ere, horren harira jaso zuen Fisikako Nobel saria 1971n. Haren asmoa mikroskopio elektronikoa hobetzea zen, irudien erregistro fotografiko baten bidez. Ez zuen helburua lortu, baina irudiak lortzeko bide interesgarri bat asmatu zuen: holografia. Izena grekotik hartu zuen; izan ere, holos -ek 'osoa' esan nahi du, eta hologramek objektua oso-osorik erakusten dute, ez soilik perspektiba bat. Gerora, laserra erabilita, Emmet Leith-ek eta Juris Upatnieks-ek Estatu Batuetan, 1963an, eta Juri Denisiu-k Sobietar Batasunean, asko hobetu zuten sistema.

Errealitatea esku artera

Errealitatearen isla besterik ez bada ere, misterioa eta zientzialarien izerdia ere gordetzen ditu hologramak, errealitatea islatzen saiatzen baita.

Laserraren argia bitan banatzen da: batek, objektua argiztatzen du, eta besteak, berriz, plaka fotografikoari eraso egiten dio. Bi argi-izpi horiek elkartzean sortzen diren interferentziak plaka fotografikoan erregistratuta gelditzen dira, eta horiek 'errebelatu' ostean sortzen da objektuaren 3Dko irudia.
G. Roa

Horretarako, argazkigintza tradizionalean bezala, lehenik eta behin argazkia atera behar da, eta ondoren errebelatu. Hologramen erregistroa ere bi pausotan oinarritzen da: lehendabizi, plaka fotografiko batean erregistroa egin behar da, eta, ondoren, hura 'errebelatu' ostean, argi-izpia pasarazten da objektuaren irudia osatzeko. Hologramen kasuan, argazkia argi-izpien arteko interferentziaren ondorioa da.

Hologrametan, interferentzia hori bi argi-izpiren arteko desfaseak eragiten du. Bi uhin fase berean doazenean, inolako desfaserik gabe, koherenteak direla esaten da. Hologramen azterketan ezinbestekoa da uhinen arteko fase-diferentzia hori ezagutzea. Zergatik da garrantzitsua uhin baten fasea ezagutzea? Fase berarekin eta ibilbide edo distantzia bera egiteko asmoarekin foku beretik abiatzen diren bi uhinek fase bera izango dute helmugan. Bi uhin horiek egiten duten ibilbidea ezberdina bada, ordea, bata bestearekiko atzeratuta daude, eta ez dira fasean egongo.

Laserra da argi-sorta benetan koherentea eskaintzen digun iturria. Hologrametan, laserraren argia bitan banatzen da: argi-sortaren zati bat objektua argiztatzeko erabiltzen da, eta besteak, berriz, erreferentzia-sorta deitutakoak, euskarriari, plaka fotografikoari edo emultsioari erasotzen dio. Bi izpi horiek fasean daude. Noiz arte? Objektuaren gainazalean erasotako argi-izpiak objektuaren kontra talka egin, eta, ondorioz, islatutako izpiak desfasaturik azaldu arte. Izan ere, objektuan jotzen duen argi-sorta objektuaren puntu guztietan islatzen da, eta, hortaz, islatutako izpi bakoitza desfasaturik azaltzen da.

Laserra da argi-sorta koherentea eskaintzen duen iturria. Argi- koherentean, uhin guztiak fasean daude; argi ez-koherentean, ez.
G. Roa
Erreferentziazko argi-sorta eta objektuak islatutako argi-sorta plaka fotografikoan elkartzean, bi izpiak ez direnez koherenteak, interferentziak sortzen dizkiote elkarri. Interferentzia horiek objektuaren hiru dimentsioko egituraren araberakoak dira, eta informazio hori guztia plaka fotografikoan edo euskarrian erregistratuta gelditzen da. Hori errebelatuz, irudi osoa berregiten da. Objektu osoaren irudia lortzen da horrela. Gainera, ez dugu ahaztu behar holograma baten zati bakoitza irudi osoa berreraikitzeko gauza dela.

Holograma behatzen dugunean, beraz, objektua irudi dimentsiotan ikus dezakegu, eta hologramari alde batetik bestera mugitzen ari garela erreparatuz gero, irudia aldatzen dela ikusiko dugu, eta irudiaren atalak behatu ahal izango ditugu, errealitatean ikusiko bagenitu bezala; alegia, mugimendu eta guzti. Dena den, hologramek ez dute nahitaez hiru dimentsioko irudi bat islatu behar. Gerta liteke bi irudi edo gehiago euskarri berean txertatu, eta angeluaren arabera bata zein bestea ikustea. Adibidez, gainean lupa bat duen liburu ireki baten holograma egingo bagenu, posizio bakoitzetik begiratuta testu-zati jakin bat irakurri ahalko genuke.

Holograma horiek behar bezala argiztatuz gero, beren mugetatik kanpo ateratzen dira, nolabait esateko. Gainera, behatzailearen posizioaren arabera, modu bateko edo besteko irudia behatzen da, eta, maiz, zaila izaten da haiek ukitzeko tentaldiari eustea.

Begi-bistako aplikazioak

Holografiaren aplikazio batzuk hain dira egunerokoak, ezen jende asko ez baita ohartu ere egiten. Baina esku artean duen billeteari erreparatuko balio, berehala ikusiko luke atzealdean eta eskuinean goitik behera dagoen zerrenda distiratsua. Holograma bat da; billetea mugituz gero, euroaren ikurra eta billetea zenbatekoa den azaltzen dira. Kreditu- eta telefono-txartelek ere, benetakoak direla egiaztatzeko, ageri-agerian dute holograma bat.

Agian, gehien ezagutzen den eta zabalduen dagoen aplikazioa segurtasun-sistemetakoa da: billeteetan, kreditu-txarteletan, identifikazio-txarteletan... ohikoak dira irudi berezi horiek. Distiratsuak eta deigarriak badira ere, ez dira apaingarri gisa erabiltzen, baizik eta faltsutzaileei lana zailtzeko.

Holografiaren aplikazioen artean interesgarrienetakoa informazioa metatzeko gaitasuna da. Memoria holografikoa hiru dimentsioko argazkiaren antzekoa da. Baina, argazki-pelikuletan ez bezala, memoria holografikoko materialean hainbat 'irudi' gordetzeko aukera dago, bata bestearen gainean.

Horretarako, angelu desberdinetatik igorritako erreferentzia-izpiak erabiltzen dira. Gero, 'irudiak' irakurtzeko, bi laser-izpi gurutzatu erabiltzen dira, idaztean erabilitako argi-eredua berreskuratzeko. Lortzen den informazioa, euskarriari zein angeluetatik begiratzen zaion, modu batekoa edo bestekoa da. Hartara, informazio asko gorde daiteke euskarri txiki batean, eta, horrekin, besteak beste, DVDen eta haren ondorengoen memoria ikaragarri handitzea espero dute.

Billeteetan eta kreditu-txarteletan, segurtasun-sistema gisa erabiltzen dira hologramak.
I. Kortabitarte
Teknika holografiko horietan, informazioa argiarekiko sentikorra den polimero batean 'idazten' du laserrak. Dena den, DVDetan ez bezala (DVDetan informazioa gainazalean metatzen da), holografiak materialaren bolumen osoa erabiltzen du informazioa metatzeko. Ikerketa-laborategietan polimero berezi horiek perfekzionatu nahi dituzte, besteak beste, 1.600 gigabyte metatzera iritsi arte. Datu-bolumen ikaragarri handia da hori, egungo 360 DVDetan gorde edo 780 milioi DIN-A4 orritan idatz litekeenaren baliokidea; atera kontuak.

Holografiak materiaren sekretuak argitzeko ere balio du; izan ere, molekulak hiru dimentsiotan ikus daitezke holografian oinarritutako teknikari esker. Teknika horrek ikaragarrizko bereizmena du; gutxi gorabehera atomo baten neurriaren ingurukoa. Beste aplikazioetan bezala, bi izpien arteko interferentzia erregistratzean datza. Erabiltzen diren izpiak, ordea, laserrarenak izan beharrean, X izpiak edo elektroiak izaten dira. Horien bidez, molekulen egitura zein den jakin daiteke.

Artea eta zientzia uztartzen dira zenbaitetan hologrametan. Kasu honetan, bere garuna zeru ilunean kokatua dagoen marmoka baten antzera irudikatzen du artistak, eta begietatik DNA-kateen antzekoak igortzen dituela ikus daiteke.
© 2007, Melissa Ann Lambert

Holografiak garapen izugarria izan du azken urteotan arlo askotan, hala nola ikerketan, medikuntzan, industrian nahiz artean. Erabilera asko ezagunak ditugu, eta eguneroko bizimoduan erabiltzen ditugu. Arteari dagokionez, berriz, ez dirudi eragina espero bezain handia izan denik. Salvador Dali margolaria izan zen hologramak erabiltzen lehenetarikoa, beti izan zuen bere koadroetan ilusio optikoak sortzeko grina.

Salvador Dali bera honela mintzatu zen holografiari buruz 1972ko apirilean, New Yorken: "Velazquezen garaietatik, artista guztiei interesatu zaizkie irudi tridimentsionalak. Garai modernoetan, Picassoren kubismo analitikoa Velazquezen hiru dimentsioak eskuratzen saiatu zen. Orain, Gabor-en jenialtasuna dela medio, holografiaren bidez hain zuzen, artearen Errenazimendu berri baterako ahalmena lortu da".

Ordenagailuaren, digitalizazioaren eta errealitate birtualaren garaian bete-betean sartuta gauden honetan, zinemari eta arteari dagokionez, holografiak ez du izan espero bezainbesteko garapena. Horrek ez du esan nahi, ordea, etorkizunik ez duenik, gero eta aplikazio gehiago baititu.

Eguzki-hologramak
Eguzki-energia fotovoltaikoaren oztoporik handiena prezioa da. Izan ere, eguzki-panelak osatzeko erabiltzen diren silizio-zelulak oso garestiak dira. Instalazio horiek zertxobait merkatzeko aukeretako bat da eguzki-argia metatzea lenteen edo ispiluen bidez, betiere elektrizitate-kantitate bera ekoizteko silizio-kopurua murriztuta. Dena den, ohiko energia-metagailuak oso handiak dira, eta ez dira oso erakargarriak. Halaber, konplexuak dira. Izan ere, Eguzkira fokatuta egon behar dutenez, hari jarraitzeko mekanismo aurreratuak behar dituzte, eta, zelulak tarteka gehiegi berotzen direnez, ezinbestekoak dituzte hozte-mekanismoak.
Prism Solar Technologies enpresa iparramerikarrak hologramak erabiltzen dituen modulu fotovoltaiko bat garatu du eguzkitik jasotako argia metatzeko. Hala, eguzki-panelen prezioa % 75 merkatzen da, eta gaur egungo tamaina handiko metagailu horiek xafla holografiko mehez ordezka daitezke, nahiz eta oraindik ere ez diren ohiko metagailuak bezain eraginkorrak; oraindik ez dute ohiko metagailuek adina argi metatzen.
Sistema horrek potentzia bereko ohiko eguzki-panel batek baino silizio-zelula gutxiago behar ditu; % 25-% 85 gutxiago. Kasu horietan, silizioak ez du panelaren gainazal osoa estaltzen; silizioa banda horizontaletan kokatzen da, xafla holografikoekin tartekatuta. Argiak xafla horietan jotzean, difraktatu egiten da, eta panelean islatzen jarraitzen du, zelula fotovoltaikoen bandekin talka egin artean.
Nolanahi ere, nahiz eta hologramek argia metatzeko ahalmen eskasagoa duten, hainbat abantaila dituzte bestelako metagailuekin alderatuta; esate baterako, ez dute eguzkiaren jarraipena egiteko gailurik behar, eguzkitik jasotako argia hainbat angelutatik bideratu baitezakete.
Kortabitarte Egiguren, Irati
3
244
2008
7
027
Fisika; Irudiak/Soinuak
Artikulua
28
Babesleak
Eusko Jaurlaritzako Industria, Merkataritza eta Turismo Saila