Fizikçiler, 2000 Yıllık Optik Problemini Çözdü

Fotoğraf çekerken pek çoğumuz telefon kameralarına güveniyoruz. Gündelik hayattaki tasarruflarımız için akıllı telefon kameralarımız ehil geliyor. Aslında akıllı telefon üreticileri de bu durumun üzerinde çok duruyor. 

Daha profesyonel çekim yapan kimselerin ise zıtlarına bir sorun çıkıyor. Kameralar, her ne kadar odaklandıkları noktada imgeyi çok düzgün yakalasalar da kenarlara gidildikçe manzara bozuluyor. Bunu çağdaş akıllı telefon kameralarında ve DSLR cihazlarda daha az görüyoruz. Çünkü yapay zeka, imgeye bir nevi baş göz girerek olması gerektiği haline benzetiyor. Yeniden de bu, pek çok profesyonel için kâfi gelmiyor. YouTube, zaviyelerde yaşanan bozulmaya karşı teknik tavsiyeleri ve lens tanıtım medyaları ile dolu. 


Newton, Leibniz, Descartes üzere dahilerin de üzerinde çalıştığı fakat bir tahlil bulamadığı bu sorun, bundan 2000 yıl evvel antik Yunan matematikçisi Diocles tarafından gündeme getirilmişti. Temel olarak lensler yuvarlak cisimlerdir. Lensin merkezi dışındaki ışıklar farklı açılardan gelir ve bu kesimlere odaklanmak nispeten zordur. 

Global aberasyon ismi verilen bu sorunu formüle dökmek, 1949 yılında Wasserman ve Wolf isimli iki bilim kişisine kalmıştı. O günden bu yana bu meseleye Wasserman-Wolf meselesi deniliyor. O formül, bugün kullandığımız yapay zekaların da temelini oluşturuyor. 

Sorunun tahlili, 3 yıldır meselenin üzerinde çalışan doktora mekteplisi Hector A. Chapparro-Romo’dan geldi. Araştırmacı, bir farklı doktora mekteplisi Rafael G. Gonzalez-Acuna’dan yardım aldı. 

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


İkili, 500 ışınla yaptıkları testlerde %99.999999999 orantısında verimlilik elde etmeyi başardı.Bulguları ise Applied Optics isimli mecmuada yayımlanan bir makalede nokta aldı. Araştırmacılar, bu çalışma üzerinde ilerlerken, 100 yıllık Levi Civita sorunu isimli bir sair sorunu de (kelimenin gerçek anlamıyla) aradan çıkarttılar. Böylelikle bu soru da çözülmüş oldu. 

Her iki sorunun tahlili de analitik olarak sembolik matematikle yapıldı. Yani her duruma uygulanabilir tahliller olan bu formulleri, sembollere bedel vererek kullanmak mümkün. 

Özetle, yeni çalışma sayesinde daha gelişmiş, bucaklardan gerçek manada net manzara alınabilen daha yeterli lensler yapılabilecek. Daha ucuz olacakları konusunda ise kimse emin değil. Tamam, belirli bir formüle nazaran kişiselleştirilmiş formda lens üretmek muhtemelen değişken maliyeti azaltıp daha ucuza lens üretmeyi sağlayacak. Ama katma kıymet çağında 50 dolar ucuza mal edilen lensin 150 dolar pahalıya satılması, üstüne yapıştırılacak tek bir “Fotoğrafçılar için özel” etiketine bakıyor.