Olyan egyedi fényt hoztak létre, amely úgy halad át az átlátszatlan akadályokon, mintha ott sem lennének

Még az olyan diffúz tárgyak is, mint a felhők vagy a kockacukrok, árnyékot vetnek, mert olyan rendezetlen közegek, amelyek szétszórják a fén...

Még az olyan diffúz tárgyak is, mint a felhők vagy a kockacukrok, árnyékot vetnek, mert olyan rendezetlen közegek, amelyek szétszórják a fényhullámokat. De most a TU Wien és az Utrechti Egyetem kutatói megtalálták a módját, hogyan manipulálják az áthaladó fényhullámokat, olyan egyértelműen vetítve egy képet a másik oldalra, mintha az akadály ott sem lenne.

A rendezetlen közeg lényegében véletlenszerűen elrendezett részecskék, például por, homok, cukor vagy akár felhő összessége. Amikor a fény belép az apró akadályok e csoportjába, hihetetlenül összetett módon fog szétszóródni.

Ám elméletileg, ha meg tudnánk határozni ezt a szórási mintát, akkor úgy lehetne manipulálni a fényhullámokat, hogy azok közvetlenül szétszóródás nélkül továbbhaladjanak.

És most a kutatóknak pontosan ezt sikerült megvalósítaniuk, amihez cink-oxidot használtak szóróközegként, melynek egyik oldalán egy fényforrást, a másikon pedig egy detektort helyeztek el. (1)

Az első lépés az ellenség megismerése, ezért a csapat nagyon specifikus fényjeleket sugárzott a poron keresztül, majd megmérte, hogyan találták el a detektort. Néhány összetett matematikai módszer segítségével meghatározható a szórás mintázata - és megtervezhető egy olyan speciális fényhullám, amely egyáltalán nem változtatja meg a hullám alakját, csak kissé elhomályosul.

"Amint megmutattuk, létezik egy nagyon speciális fényhullám-osztály - az úgynevezett szórás-invariáns fénymódok, amelyek pontosan ugyanazt a hullámmintát eredményezik az érzékelőnél, függetlenül attól, hogy a fényhullámot csak levegőn keresztül küldték-e el, vagy be kellett-e hatolnia a bonyolult cink-oxid rétegbe,"- mondja Stefan Rotter, a tanulmány társszerzője.

Bármennyire érdekes is az az ötlet, hogy akadálytalanul sugározzuk át a fényt egy akadályon, a csapat egy lépéssel ennél is tovább ment. Több szórás-invariáns fénymód megfelelő kombinálásával egy képpel kódolt fényhullámot - ebben az esetben a Nagy Göncöl konstellációját - állították elő, és vetítették rá a detektorra a cink-oxidon keresztül.

"Ily módon, legalábbis bizonyos határok között, teljesen szabadon választhatjuk meg, milyen képet akarunk interferencia nélkül átküldeni az objektumon keresztül," - mondja Jeroen Bosch, a tanulmány szerzője.

"És valóban meg lehetett határozni egy szórt invariáns hullámot, amely a Nagy Göncöl képét küldi az érzékelőnek, függetlenül attól, hogy a fényhullámot a cink-oxid réteg szétszórja-e vagy sem. A detektor számára a fénysugár mindkét esetben szinte egyformának tűnik."

Ez egy lenyűgöző munka, ami a csapat korábbi kísérleteire épül, amelyek a fényhullámok manipulálásával tárgyakat álcáznak oly módon, mint egy "láthatatlanná tévő köpeny".

Ez az új áttörés egy nap új képalkotó technikákhoz vezethet, amelyekkel biztonságosan bepillanthatunk az emberi a testbe, mint például a röntgen. Az ilyen technológia megvalósítása előtt azonban még rengeteg munkát kell elvégezni. (2)

(1) - https://www.nature.com/articles/s41566
(2) - https://www.tuwien.at/en/tu-wien/news/