Licht werd geleerd om door ondoorzichtige obstakels te gaan alsof ze er niet waren

Zelfs verspreide objecten, zoals wolken of suikerklontjes, werpen schaduwen omdat ze dat zijn

wanordelijke media die zich verspreidenlichtgolven. Maar nu hebben onderzoekers van de Technische Universiteit Wenen en de Universiteit Utrecht een manier gevonden om lichtgolven onder controle te houden. Ze passeren objecten en projecteren een beeld aan de andere kant zo duidelijk alsof er helemaal geen obstakel is.

Een ongeordende omgeving is in wezeneen verzameling willekeurig geplaatste deeltjes zoals poeder, zand, suiker of zelfs een wolk. Wanneer licht deze groep kleine obstakels raakt, wordt het op een ongelooflijk complexe manier verstrooid. Maar theoretisch gezien, als je dit verstrooiingspatroon zou kunnen achterhalen, zou je lichtgolven zo kunnen manipuleren dat ze erdoorheen gaan zonder verstrooiing.

Onlangs zijn onderzoekers erin geslaagd precies dat te doendit gebeurt met behulp van zinkoxide als verstrooiingsmedium, met de lichtbron aan de ene kant en de detector aan de andere kant.

Om te beginnen stuurde het team de poeder doorspecifieke lichtsignalen, en vervolgens gemeten hoe deze de detector binnenkwamen. Met behulp van enkele geavanceerde wiskundige technieken is het mogelijk om de aard van de verstrooiing te bepalen en een specifieke lichtgolf te creëren die de golfvorm helemaal niet verandert. De lichtstraal werd een klein beetje gedimd.

“Zoals we hebben kunnen laten zien, is er een specialklasse van lichtgolven – zogenaamde verstrooiing-invariante lichtmodi die exact hetzelfde golfpatroon produceren bij de detector, ongeacht of de lichtgolf alleen door de lucht werd gestuurd of door een complexe laag zinkoxide moest dringen”, legt Stefan Rotter uit. co-auteur van de studie.

Hoe intrigerend het idee ook isongehinderde penetratie van licht door de barrière ging het team van wetenschappers nog verder. Door verschillende verstrooiings-invariante lichtmodi op de juiste manier te combineren, creëerden ze een lichtgolf gecodeerd met een afbeelding (in dit geval het sterrenbeeld Ursa Major) en projecteerden ze deze via zinkoxide op een detector.

Het nieuwe werk is gebaseerd op eerdere werkenDe experimenten van het team met het manipuleren van lichtgolven om objecten te camoufleren, zoals de 'onzichtbaarheidsmantel'. Het onderzoek zou kunnen leiden tot nieuwe beeldvormingstechnieken waarmee mensen veilig door het lichaam kunnen kijken, zoals röntgenfoto’s. Er zal echter nog veel meer werk moeten worden verricht voordat dergelijke technologie wordt gerealiseerd.

Lees verder

De eerste nauwkeurige kaart van de wereld is gemaakt. Wat is er mis met de rest?

Voor versleuteling werd infraroodstraling van mensenhanden gebruikt

Uranus heeft de status van de vreemdste planeet in het zonnestelsel gekregen. Waarom?