Los sistemas ópticos convencionales están (en el mejor de los casos) limitados por difracción . Pero según tengo entendido, eso se debe únicamente a que el instrumento altera las propiedades de la radiación entrante; por ejemplo, un disco de Airy solo ocurre porque la dirección de la luz entrante se altera por algún tipo de obstáculo.
¿Qué pasa con los sistemas (hipotéticos) que observan la radiación entrante sin alterar ninguna de sus propiedades ? Me refiero al tipo de sistemas por los que se otorgó el premio Nobel de 2012 (observar sistemas cuánticos de forma no destructiva).
En este contexto, de lo único que escucho a alguien hablar es de computadoras cuánticas. Pero, ¿podrían usarse este tipo de técnicas en, digamos, un telescopio? ¿Sería capaz un telescopio de este tipo de observar granos de arena individuales en Marte, mientras está parado en la superficie de la Tierra y no es más grande que una cámara SLR ordinaria?
De manera más general, supongamos que existe un dispositivo capaz de determinar todas las propiedades de todos los fotones en todo el campo de luz accesible al instrumento en algún instante, hasta los mejores límites permitidos por la mecánica cuántica. ¿Cuál es el límite teórico de poder de resolución para este dispositivo?
Más teóricamente, ¿cuánta información está realmente contenida en cualquier campo de luz y cuánta de esta información puede extraerse teóricamente de él?
"Hasta los límites permitidos por la mecánica cuántica".
Si un fotón pasa por una "lente" (o cualquier otra propiedad del dispositivo que determine su tamaño finito; dijiste "no más grande que una cámara SLR normal"), entonces hay un punto en el que se sabe que la posición del fotón "se dentro "- es decir, el tamaño de la lente. De aquí en adelante uso lente sin comillas... es lo que determina el tamaño de su máquina hipotética.
Ahora, el principio de incertidumbre de Heisenberg nos dice que no podemos conocer el momento del fotón (en el plano de la lente) con una precisión infinita:
Si no conoce el momento horizontal con precisión infinita, no puede conocer la dirección con precisión infinita. Creo que encontrará que si sigue este análisis, llegará a un límite de resolución muy similar al que obtiene de la "difracción convencional". No hay granos de arena en Marte para ti... a menos que estés muy cerca.
Rody Oldenhuis
floris