Sukurta speciali šviesos banga, kuri gali prasiskverbti net į nepermatomas medžiagas.

Šviesos pluoštas praeina per netvarkingą terpę ir projektuoja tą patį vaizdą į detektorių, kurį reikia aptikti be tarpinio. Kreditas: Allard Mosk / Matthias Kühmayer.

Mokslininkai iš Utrechto universiteto ir „TU Wien“ (Viena) sukūrė specialias šviesos bangas, kurios gali prasiskverbti į nepermatomas medžiagas, tarsi medžiagos nebūtų.

Kodėl cukrus nėra skaidrus? Taip yra todėl, kad šviesa, praeinanti per rudus gabalėlius, labai kompleksiškai skiriasi, keičiasi ir nukreipiama. Tačiau nors TU Vienos (Viena) ir Utrechto universiteto tyrimų grupė (Nyderlandai) parodė, kad yra speciali šviesos banga, kuri neveikia: bet kuriai neužsakytai laikmenai, pavyzdžiui, cukraus kubui, kurį ką tik įdėjote į kavą, galima sukurti pasirinktinį šviesos pluoštą. Taip, ši terpė praktiškai nepasikeitė. Bet bus tik sumažinta Šviesos pluoštas prasiskverbia į centrą, o šviesos šablonas atkeliauja į kitą pusę, turėdamas tokią pačią formą, lyg nebūtų jokio centro.

„Invarianto difuzijos režimo“ sąvoka taip pat gali būti naudojama tiriant konkretaus subjekto interjerą. Rezultatai dabar paskelbti žurnale. Natūrali fotonika.

Sija nėra išsklaidyta.

Palyginimui: neišsklaidytas spindulys, nuopelnas: Allard Mosk / Matthias Kühmayer.

Astronominis bangų formų skaičius

Turbulentiškos paviršiaus bangos gali turėti begalę skirtingų formų, be to, šviesos bangos taip pat gali būti gaminamos daugybe skirtingų būdų. “Kiekviena iš šių bangų formų keičiasi ir nukrypsta. Labai konkrečiai, kai praleidžiate netvarkingą terpę”, – paaiškina Profesorius Stefanas Rotteris iš TU Vienos teorinės fizikos instituto.

Stefanas Rotteris kartu su savo komanda kuria matematinį metodą, apibūdinantį tokius šviesos sklaidos efektus. Mūsų patirtį gaminant ir apibūdinant sudėtingą šviesos lauką palaiko Utrechto universiteto prof. Allardo Mosko komanda. Cinko oksido sluoksnis, pieno baltumo milteliai iš visiškai atsitiktinai išdėstytų nanodalelių, paaiškina vadovaujanti tyrimų grupė Allard Mosk.

Pirma, turite tiksliai apibrėžti šio sluoksnio išvaizdą. Per cinko oksido miltelius skleidžiate labai specifinius šviesos signalus ir matuojate, kaip jie pasiekia detektorių už jo. Iš to galite padaryti išvadą, kaip šios terpės keičiasi kitos bangos. Visų pirma, galite konkrečiai apskaičiuoti, kokias bangų formas keičia šis cinko oksido sluoksnis, tarsi trūktų bangų sklaidos šiame sluoksnyje.

„Kaip galime parodyti, yra specialus šviesos bangos lygis, vadinamas difuzinės nekintamos šviesos režimu, kuris sukuria tą pačią bangos formą kaip ir detektorius, nepaisant to, ar šviesos banga praeina tik per orą. „Atlikdami eksperimentus pamatėme, kad cinko oksidas nepakeitė šių šviesos bangų formos. Bet apskritai jis yra šiek tiek silpnesnis “, – aiškina Allardas Moskas.

Žvaigždynai, kurie yra žvaigždžių šviesos detektoriai

Neįprasti ir reti, taip pat šie sklaidomi nemodifikuoti režimai, šie sklaida teoriškai gali būti begalinis galimų šviesos bangų skaičius, vis tiek galime sutikti daug. Jei tinkamai sujungsite šiuos kelis sklaidos nekintamos šviesos režimus, vėl gausite sklaidos nekeičiamą bangos formą.

“Tokiu būdu, bent jau esant tam tikroms riboms, galite laisvai pasirinkti vaizdą, kurį norite praleisti per objektą, nesiblaškydami”, – sakė Jeroenas Boschas, dirbantis šiame eksperimente kaip doktorantas. Pasirinkite žvaigždyną kaip pavyzdys: „Big Dipper“ ir, žinoma, įmanoma nustatyti išsibarsčiusias nekintamas bangas, kurios siunčia „Big Dipper“ vaizdus į detektorių, nesvarbu, ar šviesos bangos yra išsklaidytos cinko oksido sluoksnio, ar ne. Šviesos detektoriai abiem atvejais yra beveik vienodi “.

Pažvelkite į kameros vidų

Vaizdo procedūroms taip pat gali būti naudojamas šviesos modelis, kuris praeina per daugelį netrikdomų objektų. Bet kaip šviesos bangos praeina per objektą, priklauso ne tik nuo bangos ilgio. Tai priklauso ir nuo bangų formų “, – sakė Matthiasas Kühmayer, dirbantis daktaro laipsniu. Kompiuterinis bangų sklidimo studentų modeliavimas: „Jei norite sutelkti šviesą objekto viduje tam tikrame taške, mūsų metodas atveria visiškai naujas galimybes. Pavyzdžiui, norite apšviesti labai konkretų tašką, kad pažvelgtumėte giliai į ląstelę .

Tai, ką jau parodė bendras mokslininkų iš Nyderlandų ir Austrijos leidinys, yra reikšmingas tarptautinis teorijos ir eksperimentų bendradarbiavimas, siekiant šio proveržio tyrimuose.

Nuoroda: Pritam Pai, Jeroen Bosch, Matthias Kühmayer, Stefan Rotter ir Allard P. Mosk, „Nuolatinis difuzinis režimas sudėtingose ​​terpėse“, 2021 m. Balandžio 8 d., Galima rasti čia. Natūrali fotonika.
DOI: 10.1038 / s41566-021-00789-9

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pažymėtinos giliavandenės Veneros gėlių kempinių struktūros, kurios yra naudingos kuriant laivus, lėktuvus ir dangoraižius

Euplectella aspergillum stiklo kempinės struktūra structure už hidrodinaminio lauko ribų. Pramonė buvo perstatyta naudojant CINECA superkompiuterius. Kinetinė metodika և Pažangūs skaičiavimo kodai...

Didžiausia aplinkos šalinimo kaukė – ir kaip ją sumažinti

Naujas tyrimas nustatė naudojamo N95 išeikvojimą ir pasiūlė tinkamus būdus jį sumažinti. Nuo praėjusiais metais prasidėjusios „Covid-19“ epidemijos, užrištos akys tapo dar viena sveikatos apsaugos...

Neuromediatorių lygis smegenyse nuspėja matematinius sugebėjimus

Skenavimas buvo baigtas 1 ir 2 metu (maždaug po 1,5 metų) kiekvienoje iš penkių amžiaus grupių (6-erių, 10-mečių, 14-mečių, 16-mečių ir 18 metų) -metukai)....

Genetikai atskleidžia mutacijas, sukeliančias sunkų vaikystės vėžį – vartokite vaistus, kad pašalintumėte jų šalutinį poveikį

Trejybės koledžo genetikai atrado specifinio geno, vadinamo H3K27M, mutaciją, sukeliančią neišgydomą vaikystės vėžį, vadinamą diffi midi glioma (DMG). Augimas taikant tikslinius vaistus. Jų istoriniai...

Neigiamų jonų sulaikymas tarpžvaigždinėje erdvėje

Kaip tarpžvaigždinėje aplinkoje kuriamos neigiamai įkrautos molekulės? Tarpžvaigždiniai debesys yra naujų žvaigždžių gimtinė. Tačiau jie taip pat vaidina pagrindinį vaidmenį formuojant gyvenimą visatoje per...

Newsletter

Subscribe to stay updated.