Исследователи из Утрехтского университета и Венского технического университета заявляют о создании световых волн, которые могут проникать даже через непрозрачные материалы. Устойчивые к рассеянию лучи света можно использовать для исследования внутренней части объектов, например, клеток. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Photonics.
Проходя через непрозрачное препятствие, лучи света поглощаются. Ученые разработали световые лучи, которые практически не изменяются непрозрачной средой, а только ослабляются. Луч света проходит через препятствие, и на другой стороне появляется световой узор, имеющий такую же форму, как если бы препятствия вообще не было.
Стефан Роттер из Института теоретической физики в Венском техническом университете и профессор Аллард Мск из Утрехтского университета использовали в качестве неоднородной светорассеивающей среды слой оксида цинка — непрозрачный белый порошок. В рамках эксперимента исследователи пропускали специфические световые сигналы через порошок и изучали, как они попадают на расположенный за ним детектор.
«Существует особый класс световых волн, инвариантных к рассеянию, которые создают точно такую же волновую картину на детекторе, независимо от того, была ли световая волна отправлена только через воздух или через слой оксида цинка. В ходе эксперимента мы видим, что оксид цинка вообще не меняет форму этих световых волн — они просто становятся немного слабее», — указали авторы исследования.
Ученые надеются, что этот метод будет полезен в медицине и в биологических исследованиях.
«В больницах рентгеновские лучи используются для того, чтобы заглядывать внутрь тела — они имеют более короткую длину волны и поэтому могут проникать через нашу кожу. Но то, как световая волна проникает в объект, зависит не только от длины волны, но и от ее формы. Если вы хотите сфокусировать свет внутри объекта в определенных точках, тогда наш метод открывает совершенно новые возможности. С помощью нашего подхода можно контролировать распределение света внутри, — указывают исследователи. — Он пригодится, если, например, вы хотите направить свет в очень определенные точки, чтобы заглянуть глубоко внутрь клеток».
