Az Egyesült Államok tudósai kitalálták, hogyan lehet egy hagyományos lézersugarat kényszeríteni a sűrű köd vagy fehér falak áthaladására az impulzusok térbeli szerkezetének speciális megváltoztatásával. Az ilyen lézerberendezések létrehozásának "receptjét" a Nature Photonics folyóiratban mutatták be.
Az utóbbi években a tudósok aktívan dolgoztak olyan készülékek létrehozásán, amelyek lehetővé teszik a falak áttekintését és a tér elérhetetlen sarkának betekintését. Például, 2015 októberében a MIT fizikusai megtanultak átnézni a falakat és látni az emberek sziluetteit szokásos WiFi adó-vevőkkel és kollégáikkal Skóciában egy kamerát készítettek, amely "sarkokba tud nézni".
Cao és kollégái készítettek egy másik ilyen eszközt, "megtanítva" egy lézersugarat átjutni a ködön és más átlátszatlan tárgyakon, amelyek nem abszorbeálják, hanem visszaverik a fényt, megfigyelve, hogy a fényrészecskék milyen kölcsönhatásban vannak a fehér anyag vékony falával.
A tudósokat érdekli az a kérdés, hogy a fotonok mely része még mindig átjut az ilyen akadályokon, elkerülve az elektronokkal való ütközést az átlátszatlan és szétszórt közegen áthaladva, és hogy a sugár milyen tulajdonságai befolyásolják számát.
Ennek érdekében a yale-i fizikusok két ultraérzékeny mátrixot elhelyeztek egy tömörített cink-oxid-nanorészecskék lapja mögött, amelyek e fal szerepét játszották, és megfigyelték, hogy mekkora fény jut át a különböző szakaszaiba.
Cao és csapata ezeket a kísérleteket az úgynevezett térbeli fénymodulátor segítségével hajtotta végre - ez egy speciális optikai eszköz, amely lehetővé teszi az elektromágneses hullámok sugarainak térbeli szerkezetének rugalmas vezérlését. Ellenségei megtalálhatók bármely projektorban és számos tudományos műszerben.
Kiderült, hogy a térbeli modulátorok olyan módon állíthatják a fénysugárot, hogy az áthaladáson átlátszó tárgyakon kezdjen átjutni. Ez akkor fordul elő, ha szerkezete bizonyos mértékben megfelel egy atomok és elektronok közötti "csatorna" szélességének, amelyeken keresztül a fény szabadon mozoghat.
A paraméterek ilyen kiválasztásával, ahogy a kutatók megjegyzik, a lézersugár leállt a szétszóródásból, és teljesítménye 4,5-szeresére nőtt. Szerintük hasonló módon, nem csak akkor viselkedik, ha ütközik egy falral, hanem ködtel vagy más szórt közeggel.
Promóciós videó:
Cao és kollégái abban reménykednek, hogy felfedezésük révén olyan autóipari lámpákat hoznak létre, amelyek bármilyen időjárási körülmények között működhetnek, lézereket, amelyek áthatolhatnak az állatok és az emberek testének szöveteiben orvosi műveletekhez és tudományos kísérletekhez, valamint sok más hasznos optikai eszközt.
