Учёные создали луч света, способный проходить даже сквозь непрозрачные материалы

    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».

    Комментарии 16

      +9
      Ничего не понятно. Что за волшебный свет?
        +9

        Учёные решили назвать его "X-лучи", чтобы показать, что они экстраординарны. /шутка


        А вообще легко нагуглилась заметка от ПопМеха от 2016 года, в которой упоминается тот же университет. Там вкинуто чуть больше подробностей, в частности про то, что идут манипуляции волновым фронтом.


        Upd. Прочитал ещё статью по ссылке, там наглядно описана их основная идея: если у вас есть бесконечный набор фотонов (допустим даже, одной длины волны), который вы направляете на непрозрачную стенку изо всех сторон одновременно (тут, наверное, должны быть расписаны допущения), то хотя бы одному фотону удастся через эту стенку пройти. Соответственно, оптимизируя направление фотонов (~ форма фронта потока фотонов) пардон, моды (so-called scattering-invariant light modes) волны можно добиться эффекта прохождения света через стенку IRL.

          0

          Там вроде еще идея замерять, как рассеивается свет от заранее известных источников, чтобы посторить модель прохождения света через материал, по которой можно будет использовать пространственный модулятор света, который пройдет через этот материал.

            0
            Причем в абстракте к статье написано
            show in simulations that their correlations with the ballistic light can be used to improve imaging inside scattering materials.

            То-есть получается, что это просто расчеты. И теоретически комбинируя с детектированием баллистических фотонов, это поможет просветить рассеивающий свет материал. Луч света они вроде как не создали еще.
              +1
              Внутри материала пока в расчётах. Насквозь «we observe» в первой половине того же предложения. Рисунок 3 в arxiv.org/abs/2010.01075 вроде показывает, что уже получилось. Хотя
              1. они упоминают, что этого уже добивались и другими методами;
              2. результат виден приборами, а не глазами.
          +3
          Очень интересно. Жаль все детали по платной подписке.
          +1
          «Форма волны»? Что это.
            0
            Наверно имелось ввиду форма фронта волны
            –1
            Учёные создали луч света


            Я бы заголовок новости обрезал, так было бы еще более загадочно.

            Интересно, это корректное выражение с философской точки зрения?
              0
              Учёные

              Я бы заголовок новости обрезал, так было бы еще более загадочно.
              +1

              Смогут ли всемогущие учёные создать материал, непроницаемый для всепроникающего луча?

                +1

                Само собой, но это будет другой коллектив учёных.


                А вообще, судя по упомянутым в статье допущениям, этот луч только для аморфных тонкостенных поверхностей (на кристаллах, наверное, можно аналитически всё просчитать), так что не такой уж он "всепроникающий".

                0
                Кремний тоже непрозрачен для видимого света, зато ближний ИК проходит через него не изменяя волновой фронт.
                  +1
                  Уже есть приложение на смартфон, чтобы заглядывать под одежду?

                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                  Самое читаемое