Tai – problema, su kuria susiduria net patys brangiausi fotoobjektyvai, gaminami net pagal pačius griežčiausius reikalavimus: pats lęšio centras sugeba išgauti tarsi skustuvas aštrų vaizdą, o štai pakraščiuose to aštrumo nebelieka. Ir ši problema būdinga visiems optiniams įrenginiams, kurie naudojami jau tūkstančius metų. Ilgą laiką buvo manyta, kad ji yra neįveikiama. Kol vienas Meksikos fizikas nesukūrė formulės, galinčios sukelti lęšių gamybos revoliuciją, rašo gizmodo.com.

Teoriškai lenkto stiklo lęšis turėtų gebėti visus per jį praeinančios šviesos spindulius surinkti į vieną tašką, kuris yra vadinamas židiniu. Tačiau praktiškai taip tiesiog nebūna. Refrakcijos skirtumai lęšio viduje, jį sudarančios medžiagos ir formos netobulumai prisideda prie to, kad kai kurie iš tų spindulių – dažniausiai kertančių lęšio pakraštį – nepataiko į židinį. Dėl to pasireiškia vadinamoji sferinė aberacija – problema, kurios neįveikė Izaokas Niutonas ir kurią nagrinėjo dar graikų matematikas Dioklas.

Nauji projektavimo ir gamybos proceso patobulinimai – taip pat papildomų asferinių lęšių panaudojimas, padedantis dalinai kompensuoti sferinės aberacijos efektą – šiais laikais leidžia pasiekti beveik tolygų vaizdo aštrumą visame nuotraukos plote. Šie lęšiai nėra idealios sferinės formos ir gali būti labai brangūs, labai sudėtingai gaminami, o objektyvų projektuotojai ir gamintojai yra priversti iš esmės eksperimentų keliu atrasti naujas, konkrečiam pritaikymui reikalingas asferinių lęšių formas.

Tačiau dabar visa tai pasikeis: Meksikos mokslo institucijos Tecnológico de Monterrey doktorantas Rafaelis G. González-Acuña po kelių mėnesių darbo sugebėjo užrašyti tiesiog iš vėžių išmušančią lygtį, kuri pateikia analitinį sprendimą sferinės aberacijos problemai. Sferinės aberacijos lygtis pirmąkart sudaryta dar 1949 metais ir yra vadinama Wassermano-Wolfo uždaviniu, kurio net šiuolaikiniai mokslininkai daugelį dešimtmečių nesugebėjo įveikti.

Eiliniam piliečiui šios lygties vaizdas veikiausiai jau nebe pirmą kartą patvirtins, kad karjera fizikos ar matematikos srityje – ne jiems. Tačiau lęšių kūrėjams ji gali pasiūlyti labai aiškias asferinio lęšio projektavimo kryptis siekiant visiškai pašalinti bet kokias sferinės aberacijos apraiškas. Ir nesvarbu, kokio dydžio lęšis gaminamas ar iš kokios medžiagos, ar kokia bus jo paskirtis – ši lygtis pateiks labai tikslius skaičius, pagal kuriuos galima bus suprojektuoti optiškai idealų asferinį lęšį.

Šis proveržis nudžiugins ne tik fotografijos entuziastus ir profesionalus, kurie itin reikliai vertina net minimaliausius fokusavimo trūkumus, nepaisant to, kad į objektyvus investuoti tiesiog beprotiški pinigai. Dėl šio matematinio sprendimo palengvės ir mokslininkų gyvenimas: bus lengviau gauti labai aukštos kokybės mikroskopinius ir teleskopinius vaizdus, o tai gali pagreitinti mokslinius darbus.

Naudos gaus ir paprasčiausi vartotojai: technologijų įmonės galės projektuoti ir gaminti paprastesnes lęšių sistemas su mažiau elementų, tad jos kainuos mažiau, o vaizdo kokybė – nesvarbu, ar naudotumėte išmanųjį telefoną, ar paprasčiausią „muilinę“ – bus geresnė.

Komentarai (2)