miércoles, 4 de diciembre de 2013

Holografía

Hemos oído hablar mucho de holografía y de hologramas, pero ¿qué es la holografía? Si hacemos una busqueda en Google, no nos costará mucho encontrar imágenes cómo esta:

Holografía en la Guerra de las Galaxias


Y esta es la imagen que se ha instalado en la sociedad acerca de lo que es la holografía. Intentaremos explicar en que consiste esta técnica.

Un holograma normalmente está grabado en una película fotográfica pero produce una imagen tridimensional. Sin embargo para realizar un holograma no se almacena la imagen en el sentido tradicional. Para entender esta aparente paradoja intentaremos explicar algunos principios.

En la técnica habitual de la fotografía lo que se almacena es la distribución de intensidad de luz de la escena original. Debido a esto, toda la información sobre las caminos que han seguido los haces de luz que provienen de la escena se ha perdido.

La holografía viene de la idea de almacenar tanto la información intensidad como de fase de los haces de luz que provienen de la escena. Dado que todos los materiales en los que se puede grabar información luminosa responden solo a la intensidad, será necesario transformar la información de fase de los haces en variaciones de intensidad. La holografía consigue esto utilizando iluminación coherente, e introduciendo un haz de referencia proveniente de la misma fuente. Lo que se almacenará en la película fotográfica será el patrón de interferencia que se produce entre el haz de referencia y los haces dispersados por el objeto. Un esquema se ve en la siguiente figura:

Grabación del Holograma: En la película fotográfica se producirá un patrón de interferencia entre el haz de referencia y el que proviene del objeto.
La intensidad del patrón de interferencia depende tanto de la intensidad de los haces como de la fase de estos, por lo tanto se almacenan los dos aspectos. Si el holograma se vuelve a iluminar con el haz de referencia un observador que mire a través de la película fotográfica verá una imagen tridimensional perfecta.

Reconstrucción del holograma: La luz difractada por el holograma reconstruye completamente el haz proveniente del objeto.

En el siguiente vídeo se hace una introducción a la holografía, es un documental de la enciclopedia británica, está en inglés pero creo que se entiende bastante bien, destacar que el documental es de ¡1972!, y la verdad es que se ven cosas muy chulas.



El premio Nobel Dennis Gabor, es considerado el padre de la Holografía, el Nobel lo recibió en 1971, pero las publicaciones que sientan las bases de la holografía son de 1946, sin embargo curiosamente el láser se inventó en 1960, fecha en la que comenzó la verdadera explosión de la holografía.

@SedopticaAJ
___________________________________________________________________________

Ref.:
"Basics of Holography". P. Hariharan. Cambridge University Press. 2002
"De Atapuerca a Tattoine". Post sobre almacenamiento holográfico de información.

sábado, 5 de octubre de 2013

Óptica adaptativa, del telescopio a las gafas

Recientemente se ha concedido una beca del European Research Council (ERC) al equipo de Pablo Artal para el estudio de un sistema fotónico para la visión a través ojos que padecen de cataratas. Como él mismo cuenta en su blog:
Advanced photonics (optics) to see through cataractous eyes.

En este proyecto se pretende desarrollar un dispositivo que permita al paciente ver a través sus ojos con cataratas. Y al médico poder ver a través de ese cristalino defectuoso la retina.

Para esto Pablo Artal utilizará óptica adaptativa que corrija esos defectos en la visión introducidos por el cristalino defectuoso.

Pero; ¿Qué es esto de la óptica adaptativa?

Pablo Artal es un pionero en el uso de la óptica adaptativa para la realización de intrumentación oftalmológica. Pero el uso más conocido de la óptica adaptativa es el de corregir las distorsiones en la imagen que la atmósfera introduce en los telescopios terrestres.

VLT de la ESO disparando el Láser
Estas perturbaciones son similares a las producidas por las ondas en la superficie de una piscina. Y que vemos en el fondo en forma de patrones de luz. Estás mismas perturbaciones de la atmósfera son las que hacen titilar las estrellas. Como se explica un poquito más en el post "Astronomía para bañistas".

Normalmente lo que se quiere medir es la luz proveniente de una estrella muy débil, con lo que las medidas de las perturbaciones deben hacerse con una estrella brillante de referencia que atraviese la misma columna de atmósfera que la que queremos observar. Cuando esto no es posible, lo que se hace es "disparar" un haz láser muy potente que excita la capa de sodio existente en las altas capas de la atmósfera. De esta forma creamos una especie de aurora boreal puntual que nos sirve de estrella artificial de referencia.

En la siguiente imagen se puede ver el esquema de un telescopio que utiliza óptica adaptativa:

Esquema de óptica adaptativa
Cómo se ve en la imagen el frente de onda (la imagen) que llega al telescopio llega con las distorsiones introducidas por el camino, lo que se hace es dividir la imagen en el "Muestreador de haz" de forma que mediante un algoritmo se evalúan estas distorsiones. Una vez calculadas estas distorsiones se aplica la corrección necesaria mediante un espejo deformable, que adapta la forma necesaria para compensar dichas distorsiones.

Con este sistema se puede mejorar mucho la resolución de un telescopio como se observa en la siguiente imagen:

Planeta Neptuno, Corregido y sin Corregir

Un sistema similar al empleado por los telescopios es el que Pablo Artal pretende aplicar para la corrección de las cataratas y la obtención de una imagen de la retina aceptable en estos pacientes. Siguiendo un esquema como el siguiente:
Esquema adaptativo aplicado al ojo.
En este caso, como elemento corrector, en lugar de utilizar un espejo deformable se utiliza una pantalla de cristal líquido LCoS (Liquid Crystal over Silicon).

Esta entrada participa en el XLV edición del Carnaval de la Física, alojado en esta ocasión por Cuantos y Cuerdas

¿Nos seguimos leyendo?

Referencias (para saber más):



viernes, 2 de agosto de 2013

Café con Cirac

Durante el 1er Encuentro de Jóvenes Investigadores en Óptica, tuvimos la oportunidad de compartir un café-tertulia con Juan Ignacio Cirac, actual director de la división teórica del Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica. Reconocidísimo científico español que se prestó amablemente a responder a una serie de preguntas e inquietudes de un grupo de jóvenes investigadores en óptica que forman parte del Área Joven de SEDOPTICA. Este post pretende ser una transcripción de los temas que allí se trataron.

Ya desde los primeros momentos del encuentro, Cirac se presentó con una increíble amabilidad y cercanía contándonos la anécdota de que a los españoles se nos reconoce fuera de España por la cantidad de azúcar que ponemos al café. Por nuestra parte, los jóvenes investigadores presentes fuimos presentándonos para tratar de hacer un encuentro más cercano. Llegados a este punto cabe remarcar que todos los presentes estábamos realizando sus estudios de doctorado o habíamos presentado la tesis recientemente, con lo que todos estamos empezando nuestra carrera como investigadores.

Tras las presentaciones y dado que la intención era conseguir conocer un poco más la carrera de Cirac, los pasos que siguió, qué dudas le surgieron, etc., este pasó a describir las etapas que para él fueron más significativas:

Juan Ignacio Cirac estudió Física en la Universidad Complutense de Madrid, donde durante el segundo ciclo eligió la especialidad de Física Fundamental. Esta especialidad era la que más asignaturas de óptica contenía, pasando a realizar el Doctorado en Óptica Cuántica dentro del departamento de Óptica de la Universidad Complutense. Además, inició sus estudios en Ingeniería Industrial a la vez que tercero de Física; tenía claro sus gustos:
Me gustaba mucho la óptica, la cuántica y las matemáticas y a la vez estaba estudiando Ingeniería Industrial. Tenía clara la idea de que quería ser ingeniero para hacer alguna aplicación práctica de la óptica, la cuántica y las matemáticas

Nos contó que su doctorado fue un poco extraño ya que por aquellos tiempos seguía siendo obligatorio realizar el servicio militar. Aunque empezaba a existir la posibilidad de realizar la prestación social sustitutoria, esta suponía una cierta incertidumbre en cuanto a las fechas de incorporación con lo que no se podía arriesgar a que le convocasen estando en el extranjero. De esta forma se decidió por hacer la IMEC (Milicias universitarias), donde estuvo durante seis meses como él mismo indica
“Corriendo los montes de Zaragoza, atacando monte tras otro y estudiando la trayectoria parabólica.”.



A los seis meses, agobiado porque la IMEC era muy absorbente y quería comenzar la tesis, cambió las milicias por la mili normal en Madrid, posición que le dejó más tiempo para comenzar su tesis que leyó en 1991 tras dos años y medio.

Cuando terminó la tesis le surgió la oportunidad de trasladarse a Estados Unidos para realizar un post-doc con un investigador que había conocido durante su tesis doctoral. Dicho investigador, entonces profesor en Austria, es Peter Zoller, con el que posteriormente ganaría la medalla Wolf y  al que habían nombrado profesor en la Universidad de Colorado.

Una semana antes de trasladarse a Estados Unidos, le llegó una oferta de la Universidad de Castilla-La Mancha la cual le ofrecía una plaza de profesor titular interino. Tuvo la suerte de poder elegir las dos, ya que pudo aceptar la plaza de profesor acordando con la universidad que durante los veranos podría ir ocho meses a Estados Unidos a trabajar en su post-doc con el equipo de Peter Zoller.

Durante los años que pasó en Colorado (1992-1994) la óptica y la física atómica se encontraban inmersas en el enfriamiento de átomos con láser. Su objetivo era detener los átomos para construir relojes atómicos con ellos, para lo que se utilizan transiciones de estos átomos. El hecho de paralizarlos era fundamental para que no se produjese una deriva de esta frecuencia debido al efecto Doppler. Esta fue la primera aplicación que se realizó, consistiendo el siguiente paso no tan solo en enfriar un átomo sino enfriar muchos ya que a mayor número de átomos mayor es la precisión que se puede conseguir. Para enfriarlos todos a la vez, vieron que era más interesante utilizar otra técnica que desarrollada por aquel entonces, la técnica de evaporación. Esta técnica les permitió en 1995 conseguir por primera vez el condensador de Bose-Einstein.

Para Juan Ignacio Cirac esto fue una experiencia sensacional, ya que estar en un lugar donde se están llevando a cabo experimentos que posteriormente dieron lugar a un Premio Nobel, fue extraordinario. Por otro lado, en el laboratorio de al lado, el NIST (National Institute of Standard and Technologies), había un grupo que trabajaba con iones: el grupo de Dave Wineland. Este ganó el Premio Nobel de Física en 2012. Fue este grupo con el que Juan Ignacio mantenía discusiones sobre iones y el que le introdujo básicamente a trabajar con estos, como él mismo afirma:

“Como veis, fue una atmósfera buenísima para trabajar y una época muy productiva y muy divertida de mi vida.”

A partir de ahí, volvió a España y desde aquí se presentó a las oposiciones que ofrecía el instituto de investigación de Innsbruck, donde en 1996 consiguió la plaza de catedrático (profesor) que ocupó durante cinco años. Fue allí donde surgió la idea de crear un centro que tuviese un alto nivel en física cuántica. Para ello contaron con el propio Peter Zoller y con Anton Zeilinger, quien ha realizado experimentos de teletransportación.

Empecé a hacer más cosas aparte  de trabajar en física atómica u óptica cuántica, comencé a trabajar en información cuántica, en desarrollar una teoría de la información basada en la física cuántica. Cómo nos podemos comunicar de una manera más eficiente utilizando las leyes de la física cuántica

En el año 2001, el Instituto Max-Planck contactó con él y desde entonces continúa allí su carrera investigadora, formando parte de un numeroso grupo que trabaja en física cuántica, óptica cuántica e información cuántica. Concretamente, es director de la División Teórica del Instituto Max-Planck para la Óptica Cuántica.

Después de este breve recorrido por su carrera, los miembros del área joven de SEDOPTICA tuvieron la oportunidad de realizar preguntas sobre lo que más les había llamado la atención de su carrera en concreto a la vez que formulaban cuestiones para conocer su opinión y/o consejo sobre distintos aspectos. Desde el principio, este turno de preguntas adquirió un carácter informal, pero aún así intentaremos transcribir de la manera más fiel posible los temas que se trataron.

Con la posibilidad de haber sido profesor en la Universidad de Castila-La Mancha (Ciudad Real), ¿cómo decidiste dar el salto y trasladarte a Innsbruck? ¿Qué te hizo dar el salto? Supongo que la calidad del laboratorio que se estaba proyectando. Dani

La verdad es que no tengo ninguna queja de la investigación que se hacía en la Universidad de Castilla-La Mancha. Yo soy teórico, necesito papel, bolígrafo y hablar con gente. Eso era lo que me faltaba, había gente trabajando en muchos temas, pero mis colaboradores estaban todos fuera, tanto los teóricos como los físicos experimentales. Cuando se creó este centro en Innsbruck, con toda la gente que conocía y me ofrecieron la plaza me pareció un sueño y me resultó imposible desperdiciar la oportunidad.

Pese a que entonces yo ya tenía familia, mujer y dos hijas, fue una decisión que tomé, yo creo, que en cuanto me llegó la carta con la oferta. Lo decidí rápidamente y no me arrepiento. A lo mejor en Castilla-La Mancha hubiese podido hacer también investigación y me lo hubiese pasado bien, pero no me arrepiento de mi decisión.

No es un salto tan grande. Sí que lo hubiese sido sin embargo el trasladarme a China o Australia, por ejemplo. Pero irte al centro de Europa no es para tanto. Ahora, desde  Múnich tengo dos horas de vuelo hasta Barcelona, vivo cerca del Aeropuerto; de mi casa a casa de mis padres en Barcelona tardo entorno a tres horas y media o cuatro. Cuando vivía en Castilla-La Mancha (y no había AVE) si quería ir a ver a mis padres tenía que viajar en coche y tardaba mucho más. Las cosas no cambian tanto. Voy a menudo a España, ya que tenemos familia y muchos amigos en España.

El salto más grande es encontrarte con una nueva cultura. En Austria y Alemania se habla alemán, de modo que tuve que aprenderlo. Entonces pasa que cuando tus hijos sientes vergüenza cuando te oyen hablar en alemán delante de los otros niños. No es un cambio tan grande, mis hijos tenían uno y tres años cuando fui a Austria. Los niños aprenden el idioma mucho más rápido que cualquier adulto.

Como anécdota, cuando me presenté a la plaza de Innsbruck, en principio no te exigían hablar alemán, solo te exigían hablar inglés y se suponía que al cabo de dos o tres años debías ser capaz de hablar en alemán ya que tenías que impartir clases ese idioma. Las oposiciones en otros países son distintas que aquí, allí hay una comisión, envías todo tu currículum, se lleva a cabo una selección e invitan a diversos candidatos a dar una conferencia. Tuve que dar una, así que se me ocurrió hablar en alemán al menos durante la mitad de esta. Contraté una chica alemana que estaba de Erasmus en Ciudad Real y le dije que viniese a mi casa para oírle hablar en alemán. Por mi cuenta yo estudiaba el idioma, pero quería coger el acento y ahora veréis porqué. En segundo lugar, me preparé la conferencia y le dije a un amigo que me la tradujese al alemán, me aprendí la conferencia de memoria y claro, llegué allí,  la gente sabía que yo no hablaba alemán, así que llegaron allí y se encontraron con alguien que empieza a hablar alemán con un acento razonable; se quedaron todos sorprendidos. A mitad de la conferencia, como tenía preparado, avisé de que iba a hablar en inglés porque me resultaba más sencillo. La razón real es que no quería esperar a las preguntas (en alemán).

Entonces empecé a dar las clases en inglés. Al cabo de 2 años daba clases de Máster o clases superiores y posteriormente empecé a dar clases de lo que ahora sería grado, como métodos matemáticos o física cuántica. En aquel entonces yo preguntaba a los alumnos a principio de curso que si querían tener las clases en inglés o en alemán, pero se lo preguntaba en alemán. Era muy buena idea porque entonces escuchaban mi alemán y todos se decantaban por el inglés. Estuve dando clases en inglés hasta que en un momento me cansé y dije: no, tengo que practicar el alemán porque lo había aprendido y desde entonces di las clases en alemán. Era muy divertido porque el alemán tiene muchas preposiciones y si cambias alguna o cambias un poquito el verbo cambia el sentido de modo que en varias ocasiones me encontré dando una clase y de repente todo el mundo se ponía a reír y no sabía por qué. Y claro, cuando preguntaba ¿Qué he dicho? Todos respondían: nooo, nada, nada… No atreviéndose a decirte nada; no dejó de ser una experiencia también muy divertida.

Todos los aquí presentes estamos trabajando en nuestra  tesis o a punto de acabarla. El panorama que hay en España es el que es. El consejo es: Coge la maleta y… ¿no vuelvas? El hecho es que cada uno tiene sus circunstancias y no somos objetos, eso pesa mucho. ¿Cómo se ve desde fuera lo que tenemos aquí, sobre todo desde el punto de vista científico? Juan Miguel

España tiene un buen nivel científico. La preparación que tenéis aquí haciendo vuestros doctorados está al nivel de cualquier otro sitio, como podéis comprobar cuando viajáis a otros países, habláis con gente y veis que hacéis cosas parecidas. En condiciones normales, si queréis seguir trabajando en investigación de una manera profesional, en la universidad u organismos de investigación, lo normal es irse al extranjero, estar de post-doc de dos a cuatro años y luego volver o quedarte en el extranjero dependiendo de tu situación. El único problema es que ahora la segunda parte, lo de volver, no está tan claro.

No es que gente de mis promociones lo tuviese asegurado, había gente que volvía encontraba plaza y había gente que no. Ahora es que no hay ningún mecanismo de retorno, a pesar de la existencia del programa Ramón y Cajal, el cual se ha quedado pequeño; hay muy pocas posibilidades. Entonces es una cuestión que os debéis plantear todos.

La tesis es una forma cómoda de hacer ciencia, ya que tu entorno no cambia mucho, pero luego hay que hacer un cambio y es una decisión que hay que pensar mucho, tu vida cambia, como nos has comentado, en tú caso para mejor, pero es una decisión que vamos a tomar ahora no dentro de mucho. Juan Miguel

Yo, sinceramente, veo que las condiciones de los jóvenes españoles son peores que las de los jóvenes alemanes. Por varias razones: En primer lugar por las escasas posibilidades de retorno a la investigación pública y, en segundo lugar, incluso a la investigación empresarial. Muchos de mis estudiantes de doctorado, que han hecho cosas de física teórica o matemática. Están trabajando, en Bosch, BMW, Siemens…

¿Un físico teórico puede acabar trabajando en BMW? Juan Miguel

Y dos. Claro porque en Alemania (tal vez en España haya cambiado) pero la visión que tiene BMW a la hora de contratar, no es seleccionar a gente justo después de la carrera. Ellos quieren gente formada, no solo formada en una técnica específica, ya que ellos te enseñarán en seis semanas las técnicas que tienes que aprender; lo que buscan son perfiles con experiencia en hacer investigación de cualquier tipo. Que sepan dar hablar en público, que hayan atendido conferencias, que sepan hablar inglés, que tengan versatilidad para cambiar de un tema a otro y que hayan probado varias cosas. Precisamente lo que se aprende durante una tesis doctoral, se valora mucho y no por lo que hayas aprendido si no por lo que contiene, por lo todo lo que te rodea mientras la llevas a cabo.

En Alemania la gente que acaba la tesis tiene la posibilidad de hacer investigación en la empresa o irse al extranjero a hacer un post-doc. Ese abanico de posibilidades es lo que no veo tan claro en España, tal vez sea coyuntural.

Yo si tengo la idea de dar el salto a la empresa privada, pero igual me encuentro la puerta cerrada porqué aquí no hay investigación en empresa. Quería que me dieses tu opinión sobre, “has realizado una tesis doctoral, ¿va a servir para algo?”. Juan Miguel

Una posibilidad es irse a una empresa del extranjero. Ve a una empresa francesa, alemana, estadounidense y estas empresas te servirán para hacer conexiones Si quieres volver a España igual tienes la posibilidad de hacerlo desde una posición mejor, incluso desde dentro de esa misma empresa si es multinacional. Como ejemplo, una chica que acaba de terminar la tesis, estaba en Finion (una compañía hija de Intel) y hace investigación allí. Existen posibilidades.

Como sabéis muy bien, en Alemania os reciben con los brazos abiertos, lo comentaba hoy en la comida. Los alemanes, tal vez estoy exagerando, lo que piensan es que a vosotros se os ha pagado una educación carísima y si venís a Alemania nos beneficiamos de ella sin tener que hacer la inversión.

¿Hasta qué punto no le interesa a la comunidad económica europea seguir financiando a los estudiantes, incluso aquí? Porque las ofertas del programa Marie Curie por ejemplo, no cuentan con el mismo importe aquí en España que en Alemania. Con lo que seguirían beneficiándose ellos, ya que aquí no hay empresas. Dani.

Pues mira, no lo sé. La comunidad económica europea es un misterio.

Me ha parecido entender que el viaje a EEUU marcó un punto de inflexión en tu carrera. ¿Fue así o ya tenías claro que querías seguir una trayectoria que te llevara a una investigación de alto nivel? Arnau

Me considero un privilegiado porqué estuve en una época donde estaban apareciendo cosas nuevas, en los sitios donde estaban apareciendo. La computación cuántica, los gases fríos,… Todo eso estaba en la Universidad de Colorado, donde hay un centro de física atómica muy conocido. Yo estaba allí de post-doc, había hecho amistades de Harvard, etc. De modo me enteraba de las cosas que iban a salir publicadas (por aquel entonces no había pre-prints y esas cosas), anques que el resto ya que por aquel entonces, la gente se tenía que esperar a que saliesen publicados en los journals o, con suerte, quizá te las enviaban tus contactos.

Me metí en ese mundo en temas que estaban candentes, tuve mucha suerte de estar en el sitio apropiado en el momento adecuado. Otra cosa que tengo que reconocer es que trabajé mucho. Trabajaba mucho, mucho, y encima me lo pasaba pipa. Trabajaba más de doce horas al día. Pasé muchos años teniendo solo una semana de vacaciones o dos. Pero reconozco que me gustaba mucho, me estaban saliendo las cosas bien.

¿Había gente joven que estaba investigando como tú o eran gente mayor que estaba dirigiendo? Arnau

En el instituto que estaba, el JILA, (Joint Institute for Laboratory Astrophysics) era un centro donde había varios profesores, uno era Carl Wieman que fue Premio Nobel por el Bose-Einstein condensation, otro era Eric Cornell que fue también Premio Nobel. Otro de ellos era Peter Zoller, que estaba por allí.

Había una serie de profesores y cada uno de ellos tenía sus grupos. Como el grupo de JohnHall que fue Premio Nobel se lo dieron hace 5 años junto a Theodor Hänsch y otra gente. Cada uno tenía su grupo de investigación y en esos contaban con tres o cuatro post-docs y siete u ocho estudiantes. Yo era post-doc en uno de esos grupos, charlaba con la gente joven de otros grupos, con los experimentales.

Más que hablar directamente con Eric Cornell o con Carl Wieman hablaba con sus estudiantes y aprendí un montón, gracias a numerosos seminarios y congresos. Recuerdo que mientras estuve allí hubo dos o tres congresos solamente sobre el condensador de Bose-Einstein. De hecho, una cosa que he contado varias veces, es que se publicaron unos artículos teóricos de un grupo de físicos atómicos que predijeron que la condensación  de Bose-Einstein era imposible en el año 1993 y además dieron una conferencia. Por aquel entonces yo conocía a Eric Cornell, que es solamente un poco mayor que yo, y le pregunté: ¿Por qué sigues haciendo los experimentos si te están diciendo que es imposible?  Porque no lo entiendo, yo no entiendo nada de lo que dice este señor de modo que lo voy a seguir intentando. Y lo consiguió.

El problema es que estos señores que habían formulado esas teorías, como era una teoría muy difícil, habían simplificado el modelo a dos niveles, mientras los átomos tienen más. Posteriormente, se ha sabido que para el resto de niveles sí es posible. Este tipo de cosas eran divertidas.

Y sí, fue un punto de inflexión en mi carrera.  Me cambió cuando fui la primera vez a Innsbruck (estancia durante el doctorado), vi que las cosas que hacia me gustaban mucho y fue cuando me empecé a trabajar en más temas y cuando mi vida más cambió.

Tú volumen de trabajo ¿continua igual, cómo lo compaginas con la familia? Fco. Javier

Yo trabajo mucho, el problema de conciliar con la familia son las conferencias, viajes, etc. Qué también afectan a la continuidad de mi trabajo. Pero cuando estoy en el instituto, aunque cuando te vas haciendo mayor ya no puedes hacer solo ciencia, ya no te puedes levantar por la mañana y hacer tus cálculos y leer, lo tienes que compaginar con otras cosas, escribir muchas cartas, cosas administrativas.

Todos los días dedico un par de horas a temas administrativos y el resto trabajo discutiendo con la gente de mi grupo. También dedico dos horas a leer cosas nuevas, me gusta aprender cosas nuevas; en estos momentos, estoy aprendiendo teoría de cálculos conformes. Por la tarde me siento a hacer mis cálculos.

Cuando viajo me cuesta más, cuando te pones a trabajar en los aviones o en hoteles. En vez de ver la televisión dedico el tiempo a leer, no siempre artículos técnicos también literatura. El problema de los viajes es que te interrumpen el ritmo de trabajo.

¿Cuántas tesis doctorales estás dirigiendo en este momento? Laura

Oficialmente ocho, pero esto debo aclararlo. En Alemania solo los profesores habilitados tienen el derecho a dirigir tesis doctorales. Dentro de mi grupo somos 25, de estos 25 hay 16 post-docs y 8 estudiantes de doctorado y dentro de estos 16 seniors hay gente que  están dirigiendo  doctorados. En Alemania es una estructura jerárquica completa, si eres profesor y tienes la habilitación puedes dar clases si no, no puedes ni dar clases. Para que la gente de mi grupo puedan dirigir las tesis tengo que ser oficialmente el que corrige la tesis, yo no participo en los artículos ni nada de eso, incluso no sé en qué están trabajando, pero yo tengo que aparecer oficialmente como director de la tesis. Los que están dirigiendo no pueden aparecer. Con lo que podría decir que yo mismo dirijo cuatro tesis actualmente. Pero la gente de mi grupo, hay 10 que trabajan independientemente, no es exactamente mi grupo, es como un departamento.

La visión allí es distinta, cuando te hacen profesor o director del Max-Planck te hacen un contrato y te dan una financiación, con ella te comprometes a crear un grupo que haga cierto tipo de investigación de cierto nivel y no te dicen ni cómo ni cuándo, solamente te evalúan. En mi contrato me pone cuanto es mi presupuesto anual, yo no tengo que pedir proyectos ni nada. Me evalúan cada 2 años y si hay calificaciones buenas te permiten seguir, y si no recortan. Dentro de estos grupos sí que hay grupos experimentales grandes, que hacen grandes experimentos. Por ejemplo Ferenc Krausz que trabaja en Attosecond Physics y Petawatts lasers; este tiene un grupo enorme y cuenta con un láser que ocupa esta habitación, uno de los láseres más potentes del mundo. Si eres físico teórico no puedes emplear a 25 estudiantes de doctorado. Lo que hacemos es que los post-docs son independientes y a una minoría los contrato para trabajar conmigo directamente. Es una estructura así porque en el Max Planck funciona así.

¿Entonces toda la financiación viene del Ministerio, no tenéis proyectos europeos? Dani

Proyectos europeos si que pedimos, lo que pasa es que normalmente lo hacemos por cuestión de "networking" más que por temas de financiación.

La idea de los institutos Max-Planck es hacer ciencia básica. Estos 80 institutos cuestan lo mismo que cuesta la universidad técnica de Munich, unos 1700 millones de euros de presupuesto. Estos los apartan desde el gobierno y es una inversión a un gran riesgo. Somos 280 profesores y lo que se hace es dar dinero para competir con cualquier institución del mundo; si yo quiero contratar a alguien que está en Japón, puedo hacerle una oferta.

Pero esto el gobierno solo lo hace a pequeña escala, solo con la gente del Max-Planck. Nuestras necesidades de investigación normalmente están cubiertas, pero también colaboramos con gente, para lo que pedimos proyectos europeos.

No tenemos la posibilidad, lo tenemos prohibido por ley, de pedir dinero a la National Science Fundation alemana porque ese dinero está destinado a la gente de las universidades u otros organismos de investigación.

Te libras de pedir proyectos, que siempre quita tiempo para otras cosas. Dani

Esa es la idea, es una financiación basada en la evaluación, tienes la posibilidad de investigar en lo que quieras no te piden que hagas nada en concreto.  La sociedad Max-Planck Es una fundación pública sin ánimo de lucro, cuyo primer estatuto es hacer investigación básica de calidad. Sin tener que buscar ninguna aplicación, que luego salen de la investigación.

El señor Haensch, otro de los directores, tiene una empresa de unos 80 trabajadores, MenloSystems, que vende láseres frecuency comb. A partir de una idea creó una empresa, está abierto a esto, pero no es algo a lo que se nos obligue.

Hay otra sociedad en Alemania, la sociedad Fraunhofer, paralela al Max-Planck, que sí están dedicados a hacer física aplicada. Reciben financiación pero su objetivo es crear riqueza a partir de patentes, en colaboración con industrias, etc.

Ese funcionamiento es mucho más competitivo ¿no? Sara

Nos da facilidades, nosotros podemos dedicar el tiempo a hacer investigación en las mejores condiciones, lo cual es muy bueno y  funciona muy bien en los institutos Max-Planck, al igual que en Harvard, en  el MIT, etc. Se produce un ciclo.

Con esas condiciones puedes atraer a gente muy buena; al ser muy buenos aunque los dejes solos hacen cosas extraordinarias y en consecuencia obtienen plazas en los mejores sitios. Mis estudiantes están en las mejores universidades. La gente ve que si viene a tu grupo puede acceder a las mejores universidades, así vienen otra vez los mejores, de modo que este ciclo  no se detiene. Es una buena política, cuesta dinero, pero una vez que la tienes en marcha funciona prácticamente sola. En otros centros lo que hacen es invertir para entrar en el ciclo y una vez están en este obtienen proyectos de investigación. Al hacer buena investigación atraen a gente muy competente, que realizan investigaciones muy interesantes que les permiten conseguir financiación, por lo tanto se sigue con el ciclo y consiguen autofinanciarse.

Con tú experiencia ¿podrías aportar algo para mejorar el sistema científico español? ¿Te ha propuesto alguien algo así?

A la primera pregunta debo decir que no, soy muy malo en asuntos relacionados con la administración científica, es fácil decirlo pero hacerlo es otra cosa bien distinta. No tengo la facilidad para hablar con gente y convencerla. Me han ofrecido algunas veces volver a España, algún instituto, pero siempre he dicho que no quiero volver. Lo que sí que he hecho cuando me han pedido mi opinión sobre algún tema es participar en lo posible como asesor. Como he estado en Alemania y en Estados Unidos, conozco como funcionan, así que puedo dar información. Lo que no puedo hacer es tomar decisiones porque realmente no lo sé, me falta mucho conocimiento, ya que se deben tomar decisiones con muchas más variables e información que las que puedo ofrecer yo.

Veo a los jóvenes de este país un poco desilusionados, se les ha dado una formación y ahora no ven salida. Porque nadie apuesta por recogerlos, si no en investigación básica, en las empresas. Esto contrasta con Alemania donde se valora tener una formación en investigación, yo les invitaría a salir, yo he salido y me ha ido bien, te da experiencia, conoces a más gente y te da ese background que vas adquiriendo. Pero lo cierto es que lo tienen muy difícil. Veo a muchos Ramon y Cajal, que algunos de esos se quedarán pero veo a otros desanimados. Por que España no es un país tan pobre como para no apostar más por investigación. Si yo ahora me voy, me podría jubilar, se podría poner a dos jóvenes en mi lugar, pero no, la plaza se amortizaría. (Carlos Ferreira. Vice-presidente SEDOPTICA)

Estoy completamente de acuerdo, es un poco desolador que exista esta situación. Yo, el consejo que os puedo dar, es que sigáis adelante, que dependiendo de vuestra situación familiar os vayáis al extranjero, hagáis un post-doc si os gusta la investigación,  que puede no gustaros, pero si os gusta, mi recomendación es ir al extranjero.

Incluso podeis contactar con alguna empresa extranjera, si os decantais por ese sector. Yo creo que con el tiempo sois vosotros los que tenéis que cambiar esto, no lo vamos a cambiar ni Carlos (Carlos Ferreira), ni José (José Capmany), ni yo. Podremos dar algunas opiniones que van a salir en el periódico, pero lo que necesitamos es que gente joven que llega, y que llega de esas empresas, empiecen a crear y a pensar, que tengan la experiencia de Alemania, Estados Unidos, lo que sea y digan: esta empresa para mejorar tiene que hacer esto. Esto tiene que salir de gente como vosotros que haya adquirido esa experiencia.

Irse en cualquier caso solo puede tener beneficios, aunque no te lo puedas creer, conoces nuevas técnicas. Conoces nueva gente, haces networking, conoces a personas que en un futuro te puede ser útil porque conoce a gente en otro país. Das clases, prácticas idiomas. Es algo que en tu formación lo vas a usar más adelante. Si en España la otra opción es o bien irte al paro o a una empresa donde estés haciendo algo que no te gusta, es mejor salir.

A la edad que tenemos nos están machacando todos los días con las noticias económicas, y nos hacen mirar para abajo en vez de para arriba que es lo que tendríamos que hacer. Te agradezco que hayas venido aquí a darnos tu opinión. Juan Miguel

Yo lo digo en serio, sería bueno que si podéis, vayáis al extranjero y que seáis vosotros y muchos como vosotros los que cambiéis la situación. 

Aquí adjuntamos el audio de la charla, os adelanto que no es de muy buena calidad, aunque el contenido merece la pena, como podéis haber apreciado si habéis llegado hasta aquí ;-)



miércoles, 24 de julio de 2013

Charla de Juan Ignacio Cirac

¡Sí, amigos! Estrenamos canal de YouTube.

Y no podíamos empezar de mejor forma que con los vídeos de la charla que nos ofreció Juan Ignacio Cirac en el Museo de las artes y las ciencias.

Esta charla formaba parte de la Bienal de Física, gracias a la cual pudimos asistir como miembros del Área Joven de SEDOPTICA, y que también nos permitió tener una charla-café con Cirac en exclusiva para nosotros. Pero eso es otra historia y la contaremos en otra ocasión.

Os dejamos con los vídeos de la charla que lleva como título:
Del gato de Schrödinger al ordenador del futuro.

Para los que gusten de los podcast, también estrenamos canal en iVoxx donde hemos subido el audio correspondiente a dicha charla.



lunes, 17 de junio de 2013

Invisibilidad para objetos grandes

La semana pasada fue muy comentada y difundida una noticia donde se decía que un físico y su hijo adolescente habían fabricado un "CAPA DE INVISIBILIDAD" para el visible y por 150 dólares. ¡Olé!. La verdad es que pocas veces he visto semejante exageración.

Enlace a la Noticia por la agencia Sinc: http://www.agenciasinc.es/Noticias/Un-fisico-y-su-hijo-adolescente-fabrican-capas-de-invisibilidad-por-150-dolares

Y en MIT Technology Review: http://www.technologyreview.com/view/515776/human-scale-invisibility-cloak-unveiled/

No sé si será un problema mio, pero cuando a mi me nombran una capa de invisibilidad me imagino que han encontrado un metamaterial, que ha conseguido desviar, o dejar que pasen ciertas longitudes de ondas sin verse afectadas, de forma que el objeto que rodee ese material será invisible a dichas longitudes de ondas, cosa que se ha conseguido para ciertas longitudes de onda como las microondas.

Si recibimos una noticia de este calibre podríamos pensar que lo han conseguido para las longitudes de onda del visible. Pero desgraciadamente esto no es así, como en los enlaces de las noticias indican el principal problema es que es unidireccional. ¡Y tanto!

La verdad es que no entiendo como ha podido tener tanta repercusión, ya que a continuación expondré un esquema de las tres formas con las que han conseguido la "invisibilidad". Para más detalles está disponible el artículo aquí.

Primera forma. Utilizando la ley de Snell:


Se trata de utilizar dos recipientes en forma de "L" llenos de agua de forma que debido a la refracción que sufre por el cambio de medio el haz de luz se desvía, y se vuelve a juntar con otro recipiente igual como si no hubiese pasado nada.

Invisibilidad con peceras
Este es un efecto que todos habremos notados si hemos observado una pecera, donde hay puntos donde dejamos de ver nuestro acompañante si vamos girando alrededor de la pecera, con lo que como podéis imaginar solo hay una dirección donde desaparece nuestro Harry Potter.


Segunda forma. Utilizando lentes.


En este montaje lo que se ha hecho es utilizar lentes para "curvar" o dirigir la luz, de forma que con un montaje sencillo volvemos a conseguir que hay una zona donde se queda sin visión el que este observando en dicha dirección.
Invisibilidad con lentes.
Para este montaje utiliza lentes Fresnel, que son lentes que están fabricadas de forma plana, y se pueden hacer relativamente grandes (aunque no son de mucha calidad), he incluso se pueden fabricar de forma que sean cilíndricas con lo que no focalizan en todas las direcciones. En el artículo hay fotos de este montaje y la verdad es que como dispositivo de invisibilidad deja bastante que desear.

Tercera forma. Utilizando espejos


Esta es mi favorita porqué es la más resultona, de hecho es la que se utiliza en el siguiente vídeo, rodado por los propios creadores del invento.


¿Qué os parece bonito, verdad? este efecto óptico es debido a que se han usado cuatro espejos enfrentados dos a dos y formando un ángulo de 45º, como se ve en la siguiente figura:

Invisibilidad con espejos
Se observa en la figura que los rayos de luz son desviados y vueltos a su trayectoria original mediante espejos, con lo que lo que coloquemos detrás de los espejos (en la zona marcada como "cloaking region") quedará oculta. Ingenioso ¿verdad?

La verdad es que los dispositivos pueden ser ingeniosos o curiosos, pero de ahí a llamarlos "capas de invisibilidad" hay un trecho muy largo, además me parece que son trucos que usados por magos de manera bastante usual, sobre todo esta última de los espejos.

El autor además añade que estos dispositivos pueden ser usados para "esconder" satélites en órbita. Sinceramente desconozco el porqué de este interés en esconderlos, pero subir al espacio cuatro espejos para esto, es cuanto menos raro, además que dependiendo del ángulo dejarán de ser invisibles y reflejarán la luz del sol pudiendo dar una pista de donde está el satélite como ocurre con los paneles solares actualmente.

¿Qué os parece a vosotros el tratamiento que se le ha dado a este noticia? A mi francamente me parece curioso, y divertido para divulgar óptica geométrica de la más básica.

Nos leemos.




viernes, 31 de mayo de 2013

Microscopio Holográfico Low-Cost

Investigadores japoneses han desarrollado un microscopio holográfico que tú mismo podrías tener en casa.
Va siendo hora de desempolvar ese viejo escanner y ves buscándote un láser, porque no te hará falta mucho más.
El mayor problema que tiene el desarrollo de un microscopio holográfico es el gran tamaño del CCD necesario para recoger la imagen formada, que está en el orden de los gigapixeles. Una solución comúnmente adoptada es utilizar un CCD que vamos moviendo en un plano para aumentar el área de muestreo, o un cambio en la orientación del haz láser que forma el holograma, con lo que se complica el sistema óptico.
El uso de un CCD además tiene el problema de que normalmente utilizan un filtro de Bayer, necesario para la conversión a color de la imagen adquirida. si solamente utilizamos un láser verde, tendremos que los píxeles filtrados para rojo y azul los perderíamos.

Microfotografía de un sensor CCD, donde ser aprecia el filtro de Bayer.

¿Cómo han salvado estos problemas los Japoneses?

Para evitar estos problemas se ha utilizado un Holograma en línea, que no necesita dividir el haz láser, ya que la interferencia se produce entre el haz incidente y el haz difundido por el objeto.

El patrón de interferencia que forma el Holograma lo tendremos que recoger en un dispositivo electrónico, para esto se ha utilizado un escaner de consumo normal con 4800dpi que teóricamente podría alcanzar una resolución de ¡¡2.2 gigapíxeles!!.
Sistema microscopio holográfico "Low-Cost"

Los escaner utilizan normalmente un sensor de imagen por contacto, es decir, utilizan un CCD con una sola línea del tamaño del ancho del área que vayamos a capturar. Estos escaner tampoco utilizan un filtro de Bayer, ya que la adquisición del color se realiza por cambios en el color de iluminación. Además tenemos la ventaja añadida que podemos capturar imágenes con una profundidad de 16 bits por píxel, frente a los 8 o 12 bits por píxel de los sensores CCD usuales.

Así que si te animas a utilizar este sistema, nos mandas un vídeo de él funcionando.

Más detalles e información sobre el sistema de reconstrucción utilizado se puede encontrar en la siguiente referencia:
http://arxiv.org/abs/1305.6084

martes, 14 de mayo de 2013

I Encuentro de Jóvenes Investigadores de Óptica

¡Hola a tod@s!

Qué mejor forma de continuar con este blog que anunciar la celebración del I Encuentro de Jóvenes Investigadores de Óptica

 
Tras la I Reunión Nacional de Óptica Joven celebrada durante la X Reunión Nacional de Óptica surgió la idea de reunirnos una vez al año para tratar cara a cara diferentes aspectos del Área Joven, tener encuentros con investigadores séniors que nos relaten algunas de sus experiencias, realizar diferentes tipos de actividades relacionadas con la óptica y socializar entre nosotros a la par que (re)conocemos los diferentes rincones del territorio nacional.

Este I Encuentro de Jóvenes Investigadores de Óptica se realizará en la ciudad de Valencia del 16 al 17 de julio de 2013, aprovechando la XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física. 

El programa del encuentro es el siguiente:

  Martes 16 de Julio de 2013

    10:00h.   Recorrido por el centro de Valencia.
    11:30h.   Traslado a la Universidad de Valencia.
    12:30h.   Mesa redonda "Educación y divulgación de la ciencia".
    13:30h.   Comida.
    15:30h.   Café científico con J. I. Cirac. 
    16:30h.   Traslado desde a la Universidad de Valencia al Museo de las  Ciencias.
    17:30h.   Visita al Museo de las Ciencias Príncipe Felipe.
    19:30h.   Charla J. I.Cirac.
    22:00h.   "Fiesta del Jamón a la luna de Valencia".

  Miércoles 17 de Julio de 2013

     11:00h.  Reunión del Área Joven de SEDOPTICA.
     12:30h.  Traslado a la Playa de la Malvarrosa.
     13:30h.  Comida en la Playa de la Malvarrosa.

El encuentro está abierto a todos/as aquellos/as jóvenes investigadores/as de óptica que deseen asistir. La inscripción se realizará a través del correo electrónico (area.joven.sedoptica@gmail.com) adjuntando el justificante de pago y la hoja de inscripción que podeis descargar aquí. La cuota de inscripción incluye todas las actividades y dietas del encuentro. Existen dos modalidades de inscripción:
      
     Inscripción de un día (16 de julio): 35€.
     Inscripción de dos días: 45€.

La realización del pago se hará a través de la cuenta: 2038-6457-04-3000527964.

En cuanto al alojamiento, se ha contactado con la Residencia Universitaria San Francisco Javier que nos ha ofrecido habitaciones en régimen de alojamiento y desayuno por 29,70€/persona/noche. La reserva de la habitación se hará desde el Área Joven pero el pago lo deberá realizar cada huésped en la propia residencia.


También podeis echarle un vistazo al díptico que hemos preparado para la I EJIO.


¡Os esperamos en Valencia!

 

viernes, 10 de mayo de 2013

Bienvenida

Hola a tod@s:

Hoy se pone en marcha el blog del Área Joven de SEDOPTICA, donde esperamos poder informaros de las últimas noticias que se produzcan en el ámbito de la investigación en Óptica.

Esperemos que este blog sea un punto de encuentro en la divulgación de la Óptica, tanto desde el punto de vista de la investigación, como de la educación.

Así que os animamos a poneros en contacto con nosotros.

Stay tuned.