I raggi laser possono essere utilizzati per misurare con precisione la posizione o la velocità di un oggetto. Ma per questo è normale
Scienziati dell'Università di Utrecht e della TU Wiensono stati in grado di ottenere misurazioni di una determinata precisione anche in condizioni così difficili. Hanno modificato specificamente il raggio laser in modo che fornisse le informazioni desiderate in un ambiente disordinato.
“La massima precisione di misurazione possibile èun elemento centrale di tutte le scienze naturali”, afferma Stefan Rotter della TU Wien. “Ad esempio, nell’enorme struttura LIGO, utilizzata per rilevare le onde gravitazionali, i raggi laser vengono inviati a uno specchio e i cambiamenti nella distanza tra il laser e lo specchio vengono misurati con estrema precisione”.
Funziona così bene perché il raggio laser passa attraverso un vuoto ultraelevato.
“Ma immaginiamo un pannello di vetro, noperfettamente trasparente, ma ruvida e grezza come una finestra in un bagno ”, continua Allard Mosk dell'Università di Utrecht. “La luce, ovviamente, passa, ma rifrange. Le onde luminose cambiano e si disperdono, quindi non possiamo vedere con precisione l'oggetto dall'altra parte della finestra ad occhio nudo ". Una situazione simile si verifica quando è necessario esaminare minuscoli oggetti all'interno del tessuto biologico: un ambiente disordinato interferisce con il fascio luminoso. Quindi un raggio laser semplice, regolare e diritto si trasforma in una complessa struttura d'onda che devia in tutte le direzioni.
Ma se sai esattamente cosa fa l'ambiente interferentefascio di luce, la situazione può essere cambiata creando un modello d'onda complesso invece di un semplice raggio laser diretto, che viene convertito esattamente nella forma desiderata. a causa delle rivolte e degli shock esattamente dove vuoi il miglior risultato. "Per raggiungere questo obiettivo, non è nemmeno necessario sapere esattamente quali sono queste violazioni", spiega Dorian Boucher, il primo autore dello studio. "È sufficiente inviare prima una serie di onde di prova attraverso il sistema per studiare come cambiano dal sistema".
Il metodo è stato confermato sperimentalmente inUniversità di Utrecht: i raggi laser sono stati diretti attraverso un mezzo disordinato sotto forma di una piastra opaca. I ricercatori hanno quindi calcolato le onde ottimali per analizzare l'oggetto al di fuori della piastra - questo è stato fatto con precisione nanometrica.
Gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che il metodo non è solofunziona, ma è ottimale anche in senso fisico: "La precisione del nostro metodo è limitata solo dal cosiddetto rumore quantistico", spiega Allard Mosk. "Questo rumore deriva dal fatto che la luce è composta da fotoni - non si può fare nulla al riguardo".
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