Så nu till frågan, om en DX-sensor går om en FX kan man då säga att FX-sensorn alltid har möjlighet att gå om och "vinna", medan det omvända inte gäller ifall utvecklingstrenden i diagrammet stagnerat p.g.a. fysikens lagar?
Man kan säga att det blir svårt att ge ett exakt svar på din fråga, detta eftersom utvecklingen påverkas av en lång rad faktorer, både tekniska och ekonomiska. Och i synnerhet de senare krånglar (som vanligt) till resonemangen en hel del ...
Ytligt och schematiskt sett är det enkelt: För varje tekniknivå vi uppnår kommer alltid en större sensor ha en fördel just på grund av att den är ... Större. Som du helt riktigt är inne på så ger en större yta en mycket stor fördel eftersom den samlar in mer ljus än en mindre. Så i teorin är svaret enkelt.
Problemet är att de olika sensorstorlekarna bara ytterst sällan befinner sig på samma tekniknivå. Detta inte så mycket av tekniska skäl som av ekonomiska. Brutalt uttryckt: vi kommer förmodligen aldrig ha råd att sätta den mest avancerade sensortekniken som finns tillgänglig i de största sensorerna.
Den bistra sanningen är att den mest avancerade tekniken (per ytenhet eller per pixel) finns i de minsta sensorerna. Dels för att det av tillverknikstekniska skäl är effektivare att tillverka små komponenter än stora, dels för att de riktigt små sensorerna tenderar att sälja i så mycket större volymer (en enda framgångsrik modell av mobilkamerasensor tillverkas ju inte sällan i större volymer än alla samtida kompakt- och systemkamerasensorer sammanlagt).
Man kan säga att det blir svårare och svårare att få en given nivå av sensorteknik lönsam ju större en sensor är. Dels på grund av storleken i sig, dels för att de till råga på allt tenderar att säljas i mindre volymer ju större de är - vilket ju i sin tur styrs av priset ... Osv, osv i en ond cirkel.
Sedan är till råga på alltid inte sambanden mellan storlek, tekniknivå och kostnader linjära ... Kostnaden för en teknik ökar i någon slags oregelbunden trappstegsform med storleken beroende på vilka tillverkningslinjer som finns tillgängliga, vilka upplösningar de klarar plus en rad andra faktorer. Dessutom, och mycket påverkat av den rörliga tillverkningskostnaden, så säljs ju de olika sensorsorlekarna i olika stora volymer. Som ytterligare komplexitet på detta styrs ju tillverkarna av sin övriga teknik i form av objektivutbud osv ...
Kort sagt: i perioder kan det nog vara lönsamt att stoppa i så avancerad teknik i säg APS-C-sensorer att de kan mäta sig framgångriskt med dubbelt så stora småbildssensorer som det inte lönar sig att tillverka med lika påkostad teknik (för att nu ta ett exempel). Just nu är vi av mycket att döma i den ganska lyckliga situationen att det verkar löna sig att bygga lika avancerade småbildssensorer (sett till tekniknivå per kvardratmillimeter) som APS-C-sensorer. (
Varför kallar jag det för en "lycklig" situation? Jo, eftersom en mycket stor del av de kameraobjektiv vi använder råkar vara byggda så de passar sensorer i småbildsstorlek vilket gör det ekonomiskt att använda alla dessa objektiv fullt ut.)
För att ytterligare röra till det här finns två stora hämmande faktorer som påverkar hur tekniken utvecklas vidare:
1) Som du själv är inne på börjar vi närma oss en del konkreta fysikaliska begränsningar som nog gör att tillverkare kommer att lägga lite mindre krut på att utveckla de traditionella parametrarna (kvantumeffektivitet, dynamiskt omfång och brus) i sensortekniken och istället angripa propblemet på andra sätt (multipla utläsningar, bättre databearbetning osv).
2) En faktor vi ofta glömmer - "good enough"-faktorn. Många kameror idag är, sett till sensorteknik, helt enkelt bra nog för att uppfylla den övervägande delen av våra praktiska fotografiska behov. Visst kommer kamerorna bli bättre, men faktum är att man idag kan köpa en fem-sex år gammal kamera och inte vara nämnvärt hämmad av sensortekniken i den.