Ocho cosas escondidas en una gota bajo la lente · Deep Cuts

DC·54 Deep Cuts

Una diminuta esfera de vidrio venció a todos los microscopios durante 200 años

Un pañero autodidacta de Delft pulió una sola esfera de vidrio del tamaño de un grano hasta convertirla en lente y la montó en una placa de latón apenas mayor que un sello de correos. Entornando los ojos a través de ella, vio bacterias y células vivas que nadie sabía que existían. Su lente sencilla alcanzaba unos 270x y se mantuvo más nítida que los voluminosos microscopios compuestos de la época durante casi dos siglos, hasta que la fabricación de lentes por fin se puso al día en el siglo XIX.

Bautizó la 'célula' por la celda desnuda de un monje

En 1665 un erudito londinense cortó una fina lámina de corcho, la puso bajo su microscopio y vio un panal de diminutas cajas vacías. Las paredes le recordaron a los modestos cuartitos donde dormían los monjes, así que les tomó prestado el nombre: cella, 'pequeña cámara' en latín. Desde entonces, cada célula viva lleva esa palabra, acuñada primero para las paredes muertas y huecas de la corteza.

La propia luz fija lo más pequeño que una lente puede mostrar

En 1873 un físico alemán demostró que ningún microscopio óptico corriente, por perfecto que sea su vidrio, puede separar dos puntos más cercanos que cerca de la mitad de la longitud de onda de la luz que los atraviesa. Para la luz visible ese límite ronda los 200 nanómetros, menor que la mayoría de las bacterias pero mucho mayor que un virus. La barrera no es la lente: es la propia naturaleza ondulatoria de la luz.

Una gota de aceite ve más nítido de lo que el aire podría jamás

El aire desvía y dispersa los rayos de luz más oblicuos que salen de una muestra, de modo que nunca llegan a la lente. Coloca una gota de un aceite especial entre el portaobjetos de vidrio y el objetivo y, como el aceite desvía la luz casi igual que el vidrio, esos rayos entran rectos. Igualar el aceite al vidrio permite que la lente capte un cono de luz más amplio y resuelva detalles que ninguna lente seca alcanza.

Las algas vítreas son las reglas que ponen a prueba una lente

Las diatomeas son algas unicelulares que construyen intrincadas conchas de sílice vítrea, perforadas con hileras de poros separados apenas por micrómetros. Esas hileras están tan regularmente trazadas que los fabricantes de microscopios las usan como patrones de prueba naturales: si tu lente logra separar con nitidez las líneas de una especie dada, conoces su verdadero poder de resolución. En algunas especies las rayas distan solo unas millonésimas de metro.

Cómo logramos por fin observar una célula viva sin matarla

La mayoría de las células son casi transparentes, así que durante décadas la única forma de ver su interior era teñirlas con un colorante, lo que las mataba. A principios de la década de 1930, un físico neerlandés se dio cuenta de que una célula transparente aún retrasa sutilmente la luz que la atraviesa. Su microscopio de contraste de fases convierte esos retrasos invisibles en brillo visible, revelando la maquinaria de una célula viva y sin teñir. Le valió el Premio Nobel de Física de 1953.

Cambia la luz por electrones y podrás ver átomos

Como la luz no puede resolver nada más pequeño que cerca de la mitad de su longitud de onda, hay un límite infranqueable para lo que un microscopio óptico muestra. Resulta que los electrones también se comportan como ondas, con longitudes de onda miles de veces más cortas que la luz visible. Dispara contra una muestra un haz enfocado de ellos en lugar de luz y el poder de resolución se multiplica por mil, lo bastante nítido para captar la red de átomos individuales.

Un segundo haz de luz rompió el propio límite de la luz

Durante más de un siglo, la longitud de onda de la luz pareció un muro infranqueable para el detalle de los microscopios. Hacia el año 2000, un físico añadió un segundo haz láser con forma de rosquilla que apaga el resplandor en todas partes salvo en un punto mucho menor que el viejo límite, y luego barre ese punto por la muestra. El truco hizo añicos la barrera y permitió a los microscopios ópticos ver estructuras separadas por apenas decenas de nanómetros. Le valió un Premio Nobel en 2014.

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