Reto interesante! Esta es una de las situaciones en las que un poco de matemáticas lo explica mucho mejor, pero como los cinco años no conocen las transformadas de Fourier, trataré de resolverlo.
Una forma de describir un objeto es enumerando sus partes. Eso es lo que hace una fotografía: para cada píxel, te dice su color. Luego, los pones todos juntos y tienes una foto.
Otra forma sería ir de lo grande a lo pequeño. Imagina un objeto, aproximadamente esférico, de 30 cm de ancho; En realidad, es un poco aplanado. Bueno, si miras de cerca, ves un patrón de abolladuras verticales. Uno de los laterales tiene tres orificios circulares. Oh, uno de ellos es alargado, en lugar de circular. Los otros dos tampoco son circulares, son triangulares. Es un gato – o ‘- linterna.
Si yo, por alguna razón, detuviera la explicación anterior, todavía obtendría una imagen de todo el asunto. No tan detallado como podría ser, pero más o menos completo. Note también una peculiaridad, los detalles más pequeños en realidad requieren más explicación. Puedo describir rápidamente una calabaza como una esfera, pero especificar la forma y la posición del ojo lleva mucho más tiempo. Y, de hecho, si divide un holograma, verá la misma imagen, pero con menos detalle. El truco clave aquí es que cuanto más pequeños son los detalles, más información se requiere en realidad, pero los detalles aproximados a gran escala pueden explicarse con muy poco. ¿Qué tan pequeño puedes hacer el holograma? Teóricamente, hasta unos pocos micrómetros (la luz es del orden de cientos de nanómetros), pero con cada vez menos información.
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Ahora, ¿cómo se logra esto? Para los que saben, es un patrón de difracción. Ya que los cinco años no saben qué es eso (¡ la educación preescolar es terrible! ¡Pronto no sabrán cómo diseñar un cohete lunar para cuando salgan de la escuela! ), Intentaré explicar. La información en un holograma se almacena como un patrón. Para ser precisos, como ciertas regularidades en un patrón de franjas de transparente opaco (o franjas con diferente índice de refracción). Si te doy una pequeña pieza como esta:
– * – * – * –
No podrías decir mucho sobre las regularidades. Parece que hay un motivo de repetición – *, pero no es el más claro. Si te doy un trozo más grande:
– * – * – * – * – * – * – * – * – * – * – * – * – * – * – * – * –
se aclarará cuál es el patrón. Todavía hay un par de tropiezos, pero tal vez también tienen un patrón.
Lo importante aquí es que no importa qué parte del patrón anterior te doy, si tiene al menos tres asteriscos, podrás ver la “palabra de información más pequeña”, que correspondería al tamaño del objeto. El patrón más largo, donde se puede ver la casualidad de manera constante, le diría un detalle más pequeño de la misma (por ejemplo, qué tan redondo o plano es). Y así sucesivamente, recordando que los detalles cada vez más pequeños necesitan información más grande.
Exención de responsabilidad del físico: todo lo que dije aquí (patrones, detalles …) tiene definiciones matemáticas precisas. Los términos de Layman no les hacen plena justicia, pero son las aproximaciones más cercanas que pude encontrar. Los físicos somos humanos, y cuando pensamos en la intuición de un problema, todavía usamos este tipo de mentalidad, tal vez condimentada con una mejor comprensión de lo que implica el “patrón”, y nos referimos al cálculo para obtener detalles.
Hay algunas grandes explicaciones intuitivas por ahí, con ideas fascinantes, pero cuando se trata de los detalles más finos, tarde o temprano solo tienen que hacerles una mano con la forma de rodearlos.
