Fizikçiler, 2000 Yıldır Çözülemeyen Bir Optik Problemi Çözdü

Fotoğraf çekerken pek çoğumuz telefon kameralarına güveniyoruz. Gündelik hayattaki kullanımlarımız için akıllı telefon kameralarımız yeterli geliyor. Zaten akıllı telefon üreticileri de bu durumun üzerinde çok duruyor.

Daha profesyonel çekim yapan kişilerin ise karşılarına bir sorun çıkıyor. Kameralar, her ne kadar odaklandıkları noktada görüntüyü çok iyi yakalasalar da kenarlara gidildikçe görüntü bozuluyor. Bunu modern akıllı telefon kameralarında ve DSLR cihazlarda daha az görüyoruz. Zira yapay zeka, görüntüye bir nevi kafa göz girerek olması gerektiği haline benzetiyor. Yine de bu, pek çok profesyonel için yeterli gelmiyor. YouTube, köşelerde yaşanan bozulmaya karşı teknik tavsiyeleri ve lens tanıtım videoları ile dolu.

Newton, Leibniz, Descartes gibi dahilerin de üzerinde çalıştığı ancak bir çözüm bulamadığı bu sorun, bundan 2000 yıl önce antik Yunan matematikçisi Diocles tarafından gündeme getirilmişti. Temel olarak lensler yuvarlak cisimlerdir. Lensin merkezi dışındaki ışıklar farklı açılardan gelir ve bu bölgelere odaklanmak oldukça zordur.

Küresel aberasyon adı verilen bu sorunu formüle dökmek, 1949 yılında Wasserman ve Wolf adlı iki bilim insanına kalmıştı. O günden bu yana bu soruna Wasserman-Wolf problemi deniliyor. O formül, bugün kullandığımız yapay zekaların da temelini oluşturuyor.

Sorunun çözümü, 3 yıldır problemin üzerinde çalışan doktora öğrencisi Hector A. Chapparro-Romo'dan geldi. Araştırmacı, bir başka doktora öğrencisi Rafael G. Gonzalez-Acuna'dan yardım aldı.

Gonzalez, sorunun çözümü için 'evreka' anını ise kahvaltı için ekmeğine Nutella sürerken yaşadığını belirtiyor. Daha sonra bulduğu çözümü işleyecek programlamayı yapan araştırmacı, gerçekten işe yaradığını görünce sevinçten adeta havalara uçtuğunu söylüyor. Bulduğu aşırı basit (!) formül ise aşağıda yer alıyor. Nutellalı ekmeğini yiyip yemediği ise bilinmiyor.

İkili, 500 ışınla yaptıkları testlerde %99.999999999 oranında verimlilik elde etmeyi başardı.Bulguları ise Applied Optics adlı dergide yayımlanan bir makalede yer aldı. Araştırmacılar, bu çalışma üzerinde ilerlerken, 100 yıllık Levi Civita problemi adlı bir başka problemi de (kelimenin gerçek anlamıyla) aradan çıkarttılar. Böylece bu soru da çözülmüş oldu.

Her iki sorunun çözümü de analitik olarak sembolik matematikle yapıldı. Yani her duruma uygulanabilir çözümler olan bu formulleri, sembollere değer vererek kullanmak mümkün.

Özetle, yeni çalışma sayesinde daha gelişmiş, köşelerden gerçek anlamda net görüntü alınabilen daha iyi lensler yapılabilecek. Daha ucuz olacakları konusunda ise kimse emin değil. Tamam, belli bir formüle göre özelleştirilmiş şekilde lens üretmek muhtemelen değişken maliyeti azaltıp daha ucuza lens üretmeyi sağlayacak. Ancak katma değer çağında 50 dolar ucuza mal edilen lensin 150 dolar pahalıya satılması, üstüne yapıştırılacak tek bir "Fotoğrafçılar için özel" etiketine bakıyor.