Lenti, perdita di informazione e cambio di paradigma

Salve a tutt*,

Stavo pensando ad alta voce e ho pensato di rendervi partecipi di una mia domanda, una considerazione e forse un'idea interessante.

Son stato, tra l'altro, molto sorpreso di non trovare una sezione dedicata all'ottica, considerando gli strumenti che utilizziamo per dar vigore e voce alla nostra passione.
Pochi hanno un radiotelescopio in giardino, ma tanti di questi lidi hanno un telescopio fatto di lenti e/o specchi da qualche parte e.... Una sezione ad hoc per parlare di ottica me la aspettavo, lo ammetto.

Ad ogni modo...

La domanda:

Tramite una lente convessa "normale" (diaciamo con un budget di un 100€) quanto si potrebbe focalizzare la luce (supponiamo di una singola lunghezza d'onda per evitare tutti i discorsi sull'aberrazione cromatica e via discorrendo) ?
Mi riferisco, naturalmente, alla dimensione dello spot finale.

La mia considerazione:

Prendendo in esame la suddetta domanda ho poi pensato a come le lenti (gli specchi e tutti i sistemi ottici in generale che normalmente utilizziamo) portino ad una perdita di informazione della sorgente/i luminose che vogliamo osservare.
Lo so: sembra una banalità detto così, ma il discorso è molto più complesso di quanto appare.
Tralasciando al momento tutta la questione della diffrazione della luce che rappresenta sicuramente una perdita di informazione, vorrei concentrarmi un momento sulle lenti convesse che hanno la capacità di concentrare la luce di una o più surgenti in un'area spaziale più ristretta.
Come lavoro sono un incrocio tra un programmatore e un progettista e quindi mi è venuto naturale pensare all'universo (o se preferite alla luce che ci arriva da una o più sorgenti) come una matrice di 1 e 0, dove 1 rappresenta la presenza di un fotone e 0 la sua assenza.
Al momento pensiamo quindi ad una matrice (una tabella se preferite) a 2 dimensioni e, appunto binaria e quindi costituita da soli 1 e 0 per indicare la presenza o assenza del fotone in quel punto infinitesimale.
Con questa semplificazione, naturalmente, andiamo a non prendere in esame la direzione di propagazione del raggio luminoso/fotone se no verrebbe una matrice in 4D perchè oltre alle posizioni precedenti che indicano la direzione del raggio luminoso (matrice 3D) avremo anche delle sovrapposizioni in più punti di più raggi luminosi che ci porterebbe quindi ad avere una dimensione in più per descrivere questa casistica (Matrice 4D appunto).
Quindi supponiamo di poter fare una fotografia monocromatica con una precisione a livello quantico (fotone) e non affetta da diffrazione e fare una foto in un determitano momento al nostro cielo.
Questa è la nostra matrice 2D di cui parlavo sopra.
Una lente (o uno specchio o un sistema di più lenti/specchi) prende la luce che ci arriva dalle suddette sorgenti luminosi e la concentra in un'area più piccola.
A meno delle perdite di energia dei mezzi (aria, vetro, etc) quindi andiamo a concentrare l'energia luminosa della proiezione (leggasi area) di un angolo "infinitesimale" in una proiezione (leggasi sempre area) molto più piccola e quindi l'intensità luminosa aumenta e via discorrendo.
MA ricordando la famosa matrice 2D di prima ed escludendo sempre la diffrazione, la lente stessa compie una trasformazione spaziale generando quindi una perdita di informazione.
E' come se la lente comprimesse l'informazione presente in un'area in un'area molto più piccola.
Questa compressione genera una perdita di informazione in quanto i raggi luminosi (fotoni) possono sovrapporsi con conseguente somma additiva o distruttiva (luce vista come un'onda).
Riassumendo, una lente e sempre escludendo la diffrazione porta da sola ad una perdita di informazione.

L'altra perdita di informazione è, naturalmente, legata alla diffrazione della luce per tutte le cause che la quasi totalità degli utenti di questo forum conosce fin troppo bene.

Il cambio di paradigma:

Qualcosa che come dicevo non è alla portata di "gente comune" come noi.

Eliminiamo (o riduciamo drasticamente) il problema di diffrazione:
https://www.techbriefs.com/component...cident%20light.
Lo specchio suddetto è naturalmente un vetro e quindi presumo che da questa tecnologia si possa sviluppare uno specchio semi-riflettente che elimini o riduca drasticamente il problema di diffrazione.
Semiriflettente perchè sotto lo specchio potrebbe essere posto un bel sensore CCD/CMOS per catturare l'immagine.
Se si riuscisse ad applicare lo stesso principio di funzionamento dello specchio anche al sensore, sarebbe possibile limitare grandemente i problema di diffrazione e quindi avere solo più le "perdite di informazione" dovute alla non selettività di direzionalità del fascio dei singoli "pixel" del sensore ottico e, naturalmente, la perdita di informazione dovuta alla grandezza finita e non infinitesimale del pixel stesso.

Appunto, sarebbe un cambio di paradigma e anche se non credo che nessuno di noi riuscirà mai a costruirselo in giardino, vorrei discutere con voi della fattibilità tecnico/fisica di questo approccio.

Quali sono le vostre impressioni e/o valutazioni al riguardo?

Poi... Sicuramente ci sarà qualche aspetto che non ho considerato, ma appunto per questo mi piacerebbe parlarne con voi in quanto solo il confronto e la richiesta di approfondimento verso chi ne sà più di "noi" può portare ad una crescita e una vera comprensione.

Grazie
Davide

PS: il link che riporta lo spiegone più dettagliato di questo specchio non funziona ma qui trovate l'articolo completo:
https://archive.org/details/NASA_NTR...e/n11/mode/2up