Ustvarjeni so posebni svetlobni valovi, ki lahko prodrejo tudi v neprozorne materiale

Žarek svetlobe prehaja skozi natrpan medij in projicira isto sliko na detektor, ki bi bila zaznana brez medija. Zasluge: Allard Mosk / Matthias Kuhmeier

Raziskovalci na univerzi Utrecht in TU Vein (Dunaj) so ustvarili posebne svetlobne valove, ki so lahko zaznavali neprozorne materiale, kot da material ni enakomeren.

Zakaj kitajščina ni pregledna? Ker se svetloba, ki vstopa v košček sladkorja, razprši, preoblikuje in odkloni na zelo zapleten način. Kot pa je raziskovalna skupina iz TU Vein (Dunaj) in univerze Utrecht (Nizozemska) zdaj lahko dokazala, da obstaja vrsta zelo posebnih svetlobnih valov, za katere ne velja: tisti s kakršno koli posebno motnjo Za medij – na primer kocko sladkorja, ki jo lahko preprosto dodate svoji kavi – lahko izdelate po meri narejene svetlobne žarke, ki se praktično ne preusmerijo, ampak le oslabijo. V medij vstopijo svetlobni žarki, na drugo stran pa pride svetlobni vzorec, ki ima enako obliko, kot da medija sploh ne bi bilo.

To idejo o “razprševanju obstoječih načinov svetlobe” lahko uporabimo tudi za natančno preučitev notranjosti predmetov. Rezultati so zdaj objavljeni v reviji Naravna fotonika.

Svetlobni žarek brez sipanja

Za primerjavo: svetlobni žarek brez sipanja. Zasluge: Allard Mosk / Matthias Kuhmeier

Astronomsko število možnih oblik valov

Na nemirni vodni gladini lahko valovi nosijo neskončno število različnih oblik – podobno pa lahko tudi svetlobni valovi nastajajo v nešteto različnih oblikah. “Vsak od teh vzorcev svetlobnih valov se po pošiljanju skozi deformiran medij spremeni na zelo specifičen način,” pojasnjuje Stephen Rotor, profesor na Inštitutu za teoretično fiziko TU Vein.

Stephen Rotor skupaj s svojo ekipo razvija matematične metode za opis takšnih učinkov sipanja svetlobe. Profesor na univerzi v Utrechtu. Strokovno znanje o izdelavi in ​​fotografiranju tako zapletenih svetlobnih površin je prispevala ekipa okoli Allarda Moska. “Kot medij, ki razpršuje svetlobo, smo uporabili plast cinkovega oksida – neprosojen, popolnoma naključno razporejen bel prah nanodelcev,” pojasnjuje Allard Mosk, vodja eksperimentalne raziskovalne skupine.

READ  Kitajska je objavila podobo svoje zastave na Luni, ko se dvigajo vesoljska plovila z luninimi skalami

Najprej morate to plast pravilno označiti. Skozi prah cinkovega oksida zasijete zelo specifične svetlobne signale in izmerite, kako so prispeli do detektorja za njim. Nato lahko zaključite, kako se s tem spremeni še en val – zlasti lahko posebej izračunate, kateri valovni vzorec je ta sloj cinkovega oksida natančno spremenil, zato je bilo v tem sloju razpršenost vala popolnoma odsotna.

“Kot smo lahko pokazali, obstaja zelo posebna kategorija svetlobnih valov – tako imenovani razpršeni nevidni svetlobni načini, ki proizvajajo popolnoma enak valovni vzorec na detektorju, tudi če se svetlobni val pošilja samo po zraku Ali pa mora prodreti v zapleteno plast cinkovega oksida, “je dejal Stephen Rotor.” V poskusu vidimo, da cinkov oksid dejansko sploh ne spremeni oblike teh svetlobnih valov – v celoti so le nekoliko šibkejši. Postanite, ” razloži Allard Mosk.

Ozvezdje ozvezdje na detektorju svetlobe

S teoretično neomejenim številom posebnih in redkih, možnih svetlobnih valov v obliki teh svetlobnih načinov, ki se ne vidijo v razpršitvi, jih je še vedno mogoče najti. In če pravilno združite številne od teh razpršenih invariantnih svetlobnih načinov, spet dobite valovno obliko, razpršeno proti invaziji.

“Tako lahko v vsaj nekaterih mejah dokaj svobodno izberete sliko, ki jo želite poslati skozi predmet, brez vmešavanja,” pravi Jordan Bosch, ki je med doktorskim eksperimentiranjem delal. študent. “Za poskus smo za primer izbrali konstelacijo: Velika medved. In res je bilo mogoče določiti valovanje, ki ne spreminja razpršitve, ki pošlje sliko Velike medvedje na detektor, ne glede na svetlobo. val razprši plast cinkovega oksida. Za detektor je svetlobni žarek v obeh primerih skoraj enak. “

Pogled v celico

Ta način iskanja svetlobnih vzorcev, zaradi katerih je predmet v veliki meri zastarel, se lahko uporablja tudi za slikovne procese. »V bolnišnicah se z rentgenskimi žarki gleda v telo – imajo krajše valovne dolžine in tako lahko prodre v našo kožo. Toda način, kako svetlobni val vstopi v objekt, ni odvisen samo od valovne dolžine, temveč tudi od vala. Študenti na računalniški simulaciji širjenja valov. »Če želite na določenih točkah usmeriti svetlobo znotraj predmeta, naš pristop odpira popolnoma nove možnosti. Pokazali smo lahko, da lahko porazdelitev svetlobe znotraj plasti cinkovega oksida tudi posebej nadzorujemo z našim pristopom. “To je lahko zanimivo za biološke poskuse, na primer, če želite osvetliti zelo natančne točke, da pogledate globlje v celice.

READ  Vyzer 1 zazna "mi" v medzvezdnem prostoru: poročajte

Skupna objava znanstvenikov z Nizozemske in Avstrije že kaže, kako pomembno je mednarodno sodelovanje med teorijo in eksperimentom za doseganje napredka na tem področju raziskav.

Referenca: “Širjenje agresivnih načinov svetlobe v kompleksnih medijih” Pritam Pai, Joren Bosch, Matthias Kuhmayr, Stephen Rotor in Allard P. Mošus, 8. aprila 2021, Naravna fotonika.
DOI: 10.1038 / s41566-021-00789-9

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja

Read also x