Przełomowe odkrycie naukowców sprawia, że ​​obiekty stają się „niewidoczne” za pomocą specjalnie dostosowanych wiązek światła

Przełomowe odkrycie naukowców sprawia, że ​​obiekty stają się „niewidoczne” za pomocą specjalnie dostosowanych wiązek światła


Naukowcy znaleźli sposób na uczynienie stałych obiektów „niewidzialnymi” w dziwny sposób – poprzez przepuszczanie fal świetlnych przez nieprzezroczyste materiały, tak jakby ich w ogóle nie było.

Powodem, dla którego obiekty są widoczne, jest rozpraszanie fal świetlnych, odbijanie się od źródła światła na przedmiot, a następnie do ludzkiego oka.

Jednak badania przeprowadzone przez TU Wien i Uniwersytet w Utrechcie byli w stanie obliczyć określoną różnorodność fal świetlnych, które mogą przenikać przez obiekt. Chociaż można by pomyśleć, że wszystkie fale świetlne są takie same, tak nie jest.

„Każdy z tych wzorców fal świetlnych zmienia się i odchyla w bardzo specyficzny sposób, kiedy przepuszcza się je przez nieuporządkowane medium” – wyjaśnił profesor Stefan Rotter z Instytutu Fizyki Teoretycznej na TU Wien w komunikat.

Wykonanie tego jest bardzo trudne i precyzyjne. W eksperymencie profesor Rotter i profesor Allard Mosk z Uniwersytetu w Utrechcie użyli warstwy nieprzezroczystego proszku tlenku cynku – losowo ułożonych nanocząstek – i obliczyli dokładnie, jak światło jest rozpraszane przez proszek i jak zostałoby rozproszone, gdyby proszek nie był tam w ogóle.

Dysponując tą wiedzą, naukowcy odkryli, że pewien rodzaj fali świetlnej („niezmienne tryby światła w rozpraszaniu”) został zarejestrowany przez detektor po drugiej stronie proszku dokładnie według tego samego wzoru – aczkolwiek nieco słabszego niż w momencie wysłania.

Ponadto istnieje teoretycznie nieograniczona liczba fal świetlnych; Oznacza to, że chociaż są trudne do obliczenia, można je znaleźć.

Ten nowy rozwój może okazać się znacząco korzystny dla procedur obrazowania w zastosowaniach biomedycznych. „Jednym z aspektów, którym jesteśmy bardzo podekscytowani, jest fakt, że pola świetlne, które wprowadziliśmy w naszej pracy, nie tylko wydają się być wyjątkowe w wytwarzanych przez nie wzorcach pól wyjściowych za obiekt, ale także wewnątrz tego ”, powiedział profesor Rotter Niezależny.

„Funkcja przypominająca te pola w wolnej przestrzeni może być bardzo przydatna do wyszukiwania w głębi silnie rozpraszających się materiałów, z którymi praca jest zazwyczaj bardzo trudna”.

Profesor Rotter dodał, że wciąż pozostaje wiele do zrobienia, ponieważ systemy biologiczne są pełne ruchu, na przykład krwi przepływającej przez ciało. Utrudnia to obliczenie wzorców potrzebnych do przejścia światła przez obiekt, ponieważ pomiary muszą być wykonywane szybciej niż skala czasu samego ruchu.

Na razie przełom może pomóc naukowcom, którzy chcą badać mniejsze struktury, takie jak komórki, a profesor Rotter uważa, że ​​to tylko kwestia czasu, zanim narzędzia pomiarowe staną się wystarczająco szybkie i tańsze, aby otworzyć możliwości bardziej wyrafinowanych zastosowań.

Wyniki zostały już opublikowane w czasopiśmie Nature Photonics



Source link