05/Abr/04

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Estudiando efectos ópticos no lineales en Buenos Aires

Desde la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, la doctora en física Vera Brudny estudia fenómenos de interacción de luz sobre ciertas superficies y sus hallazgos son puestos a prueba en los Estados Unidos, para perfeccionar el sistema de control de calidad de una importante empresa de comunicaciones que, entre otros productos, fabrica cámaras fotográficas digitales.

(Centro de Divulgación Científica - FCEyN) Momento único e irrepetible aquí o en Japón: la venida al mundo de un nuevo integrante de la familia. Nada menos que el nacimiento del primer hijo. En este caso ocurrió precisamente en Tokio y no faltaron las fotos de rigor con mamá, papá y abuelos tomadas por la cámara digital del tío. Esas imágenes acompañarán al bebé de hoy seguramente toda su vida.

Muy lejos de allí, en la Argentina, Vera Brudny, doctora en física de esta Facultad, desarrolla modelos teóricos sobre propiedades ópticas no lineales de materiales. A simple vista parece que no hubiera ninguna relación con la escena anterior. Sin embargo, la hay. Ella estudia fenómenos de interacción de luz sobre ciertas superficies y sus hallazgos son puestos a prueba —por ejemplo— en Texas, en Estados Unidos, donde los investigadores buscan perfeccionar el sistema de control de calidad de una importante empresa de comunicaciones que, entre otros productos, fabrica cámaras fotográficas digitales.

"Mi trabajo es puramente teórico y tengo colaboración de otros colegas, quienes hacen la parte experimental. Ellos están en Estados Unidos, Holanda, Canadá, entre otros", describe esta docente universitaria e investigadora del CONICET sobre su labor cotidiana en Ciudad Universitaria. Con cientos de fórmulas, cálculos variados y modelos que simulan la realidad en una computadora, ella desde hace años trata de entender cómo se refleja la luz sobre algunos materiales en condiciones muy particulares.

Fenómenos curiosos

"Normalmente uno incide con un puntero láser rojo sobre un pizarrón y lo que se ve es una manchita roja", describe. Pero esta situación habitual no es el foco de su investigación. Su objetivo apunta a fenómenos curiosos. Por ejemplo, aquellos donde la luz reflejada por una superficie es de otro color al que originalmente se emitió. Estos efectos, que se denominan "generación de segunda armónica", resultan irresistiblemente atractivos para los físicos. Ellos intentan explicar qué sucede y qué elementos entran en juego para que esto ocurra. "El proceso que tratamos de entender es cómo la luz interactúa con las moléculas de la superficie del material donde incide y en consecuencia modifica el color de la luz reflejada", puntualiza. Pero este es sólo un paso en la investigación, que también intenta inferir cómo está constituida esa superficie a partir del estudio de la luz reflejada. "La comprensión de uno de los pasos realimenta el entendimiento del otro", señala.

Para armar este rompecabezas, los especialistas simulan condiciones a través de un programa de computación que luego contrastan con un experimento real. Ella precisamente busca entender en forma teórica estos fenómenos de manera de predecirlos y lograr un mejor control sobre ellos. "Hoy la parte experimental y de aplicaciones está más desarrollada que la teoría. Se aprovechan las consecuencias de numerosos fenómenos sin entender muy bien por qué ocurren", señala.

Ver para creer

Muchas veces el interés por comprender estos procesos conduce a aplicaciones tecnológicas concretas, aunque éste no sea el único fin perseguido. Un caso así ocurrió justamente hace un par de años atrás, cuando la doctora Brudny y su equipo se plantearon "qué pasa si en vez de trabajar con superficies planas, lisitas, perfectas; lo hacemos con una superficie rugosa o con curvatura como la de una esfera, por ejemplo. Al mismo tiempo un colega, que trabaja en la Universidad de Austin, se contactó porque tenía un problema concreto en el control de calidad del proceso de fabricación de memoria electrónica", relata. Precisamente una serie de pequeñas esferas de silicio inmersas en una matriz de dióxido de silicio sirven de soporte a la memoria flash o de largo plazo de cámaras fotográficas digitales o de computación. "Una empresa de comunicaciones —indica— estaba interesada en monitorear este proceso industrial sin destruir el material. Habitualmente el sistema microscópico que se emplea para chequear inutiliza la muestra".

¿La solución? Emplear estas técnicas ópticas basadas en la interacción de luz con los materiales porque no resultan invasivas. Así lo hicieron. "Una serie de experimentos realizados dieron resultados inesperados, que despertaron nuestra curiosidad por entenderlos. Finalmente logramos explicar, en parte, qué sucedía", define.

Desde Buenos Aires a Texas se llevó adelante un trabajo de ida y vuelta entre la práctica y la teoría para que la memoria de una cámara digital logre un test de calidad no invasivo y probablemente menos costoso durante su fabricación. Ahora no sólo sonríen para la foto la familia del recién nacido en Japón sino seguramente también los empresarios en Estados Unidos. "Las posibilidades de aplicación de técnicas similares son muy diversas y quizás en un futuro cercano los industriales locales quieran hacer uso de ellas", concluye.