Yhdysvaltain tutkijat ovat keksineet, kuinka pakottaa tavanomainen lasersäde kulkemaan tiheän sumun tai valkoisten seinien läpi muuttamalla sen pulssien spatiaalista rakennetta erityisellä tavalla. "Resepti" tällaisten laserinstallaatioiden luomiseksi esitettiin Nature Photonics -lehdessä.
Viime vuosina tutkijat ovat aktiivisesti luoneet laitteita, joiden avulla voit nähdä seinien läpi ja tutkia tilaa, johon ei pääse. Esimerkiksi MIT: n fyysikot opiskelivat lokakuussa 2015 katsomaan seinien läpi ja näkemään ihmisten siluetteja, jotka käyttävät tavallisia WiFi-lähettimiä ja vastaanottimia. Skotlannin kollegansa loivat kameran, joka "pystyi kurkistamaan kulmien takana".
Cao ja hänen kollegansa tekivät toisenlaisen tällaisen laitteen, "opettaen" lasersäteen kulkemaan sumun ja muiden läpinäkymättömien esineiden läpi, jotka eivät absorboi, mutta heijastavat valoa, tarkkailemalla, miten valon hiukkassäde oli vuorovaikutuksessa valkoisen materiaalin ohuen seinämän kanssa.
Tutkijoita kiinnosti, mikä osa fotoneista edelleen vuotaa tällaisten esteiden läpi, välttäen törmäyksiä elektronien kanssa liikkuessa läpinäkymättömän ja sirontaväliaineen läpi, ja mitkä säteen ominaisuudet vaikuttavat niiden lukumäärään.
Tämän tekemistä varten Yalen fyysikot sijoittivat kaksi ultraherkkää matriisia arkin taakse puristetusta sinkkioksidinanohiukkasista, jotka näyttelivät tämän seinämän roolia, ja alkoivat seurata kuinka paljon valoa kulki sen eri osien läpi.
Cao ja hänen tiiminsä suorittivat nämä kokeet ns. Avaruusvalomodulaattorilla - erityisellä optisella laitteella, jonka avulla voit joustavasti hallita sähkömagneettisten aaltojen säteiden spatiaalista rakennetta. Sen vastineita löytyy mistä tahansa projektorista ja monista tieteellisistä välineistä.
Kävi ilmi, että alueelliset modulaattorit voivat asettaa valonsäteen siten, että se alkaa kulkea läpinäkymättömien kohteiden läpi. Näin tapahtuu, jos sen rakenne vastaa tietyllä tavalla atomien ja elektronien välisen eräänlaisen "kanavan" leveyttä, jonka läpi valo voi liikkua vapaasti.
Tällaisella parametrivalinnalla, kuten tutkijat huomauttavat, lasersäde lopetti sironnan ja sen teho kasvoi 4,5 kertaa. Heidän mukaansa samalla tavalla se käyttäytyy paitsi törmääessään seinään myös sumun tai muun sirontaväliaineen kanssa.
Mainosvideo:
Cao ja hänen kollegansa toivovat, että heidän löytönsä luo autovalaisimia, jotka toimivat kaikissa sääoloissa, lasereita, jotka voivat tunkeutua eläinten ja ihmisten kehon kudoksiin lääketieteellisiin toimenpiteisiin ja tieteellisiin kokeisiin, sekä monia muita hyödyllisiä optisia laitteita.