Imagina que estás fotografiando una estatua en la penumbra. Te enfrentas a un dilema: tomar una sola foto brillante o una serie de tomas oscuras desde diferentes ángulos. En el primer caso, la calidad está limitada por el ruido fotónico —la granulosidad que surge por la falta de fotones—; en el segundo, los detalles se superponen y resulta más difícil reconstruir la estructura tridimensional. Los microescáneres de rayos X (microtomógrafos) enfrentan el mismo problema: atraviesan la muestra con radiación desde distintos ángulos, recogiendo la radiación atenuada por el objeto para luego calcular su estructura interna.
Los científicos han deducido un principio universal: independientemente de la estrategia de adquisición —ya sea aumentar el número de proyecciones, acumular señal en cada proyección o una combinación de ambas—, la resolución mínima alcanzable en cualquier punto del volumen reconstruido está determinada exclusivamente por el número total de fotones registrados. Esta relación se describe mediante una raíz cúbica: para duplicar la nitidez se necesitan ocho veces más fotones. La analogía con el fotógrafo en el crepúsculo es precisa, pero simplifica la realidad: en la tomografía, la naturaleza tridimensional del problema hace que la acumulación de señal sea aún más "costosa" —cada ángulo adicional añade información, pero también reparte el presupuesto de fotones entre un mayor número de mediciones.
El valor práctico del hallazgo radica en que ahora se puede calcular de antemano el equilibrio óptimo entre el número de proyecciones y el tiempo de exposición para un tomógrafo concreto. Los investigadores han creado una calculadora abierta: el operador introduce los parámetros del equipo (energía del haz, geometría, características del detector) y obtiene un mapa de la resolución esperada. Esto permite evitar la pérdida de tiempo y recursos, así como predecir qué detalles de la muestra serán visibles y cuáles quedarán más allá del límite físico.
Para duplicar la nitidez se necesitan ocho veces más fotones — algo así como si un fotógrafo en la penumbra tuviera que acumular luz no durante un segundo, sino durante ocho, para que aparecieran detalles dos veces más finos.