Matemáticos intentan mejorar exploraciones médicas

Los matemáticos han encontrado que es posible tener control total de las ondas de sonido, lo que puede llevar a exploraciones médicas mejoradas para tecnologías como las máquinas de ultrasonido.

Trabajando en asociación con el Instituto Indio de Tecnología Kanpur (India; www.iitk.ac.in), los matemáticos de la Universidad de Liverpool (RU; www.liv.ac.uk) evaluaron las características numéricas de una lente plana hecha de ‘meta-material'—una sustancia que obtiene sus propiedades de su estructura en vez de su composición. Este material se cree desafía las leyes de la física, permitiendo que los objetos aparezcan exactamente como son en vez de invertidos, como se ven en una lente convexa o cóncava.

El Dr. Sebastien Guenneau, del departamento de ciencias matemáticas de la Universidad de Liverpool, explicó, "Sabemos que la luz se puede controlar usando 'meta-material,' que puede doblar la radiación electromagnética alrededor de un área de espacio, haciendo que cualquier objeto dentro de este parezca invisible. Ahora hemos producido un modelo matemático que prueba que esta teoría también funciona para el sonido. Esta teoría se vuelve particularmente interesante cuando se considera el ultrasonido, que es una presión de sonido usada para penetrar un objeto y ayudar a producir una imagen de cómo el objeto se ve por dentro. Esto se usa más comúnmente en los exámenes del embarazo para producir una imagen del feto. Encontramos que a una frecuencia de onda particular el meta-material tiene un efecto de refracción negativo, lo que significa que la imagen producida en la lente plana aparece con una resolución alta exactamente de la misma manera que aparece en la realidad”.

Lo que sorprendió a los investigadores más que todo, sin embargo, fue que en el punto donde ocurre la refracción negativa el meta-material se vuelve invisible, sugiriendo que si fueran a utilizar esto en tecnología de monograma, puede ser posible hacer que la imagen aparezca en medio del aire como un holograma en vez de una pantalla de computador. También descubrieron que si el meta-material era posicionado a manera de un tablero de ajedrez, el sonido se quedaba atrapado, haciendo que las máquinas más ruidosas, por ejemplo, fuesen más silenciosas, de acuerdo con el Dr. Guenneau.

Los científicos predijeron que la tecnología puede ser modificada para las pruebas en frecuencias de sonido más altas como cuando se taladra para el petróleo, donde se puede hacer una imagen más precisa de la tierra para localizar donde se debe hacer la perforación.