Laserstråler kan brukes til å nøyaktig måle posisjonen eller hastigheten til et objekt. Men for dette er det vanlig
Forskere fra Utrecht University og TU Wienvar i stand til å oppnå målinger med en gitt nøyaktighet selv under så vanskelige forhold. De modifiserte spesielt laserstrålen slik at den leverte ønsket informasjon i et uordnet miljø.
"Maksimal mulig målenøyaktighet eret sentralt element i all naturvitenskap, sier Stefan Rotter fra TU Wien. "For eksempel, i det enorme LIGO-anlegget, som brukes til å oppdage gravitasjonsbølger, sendes laserstråler til et speil, og endringer i avstanden mellom laseren og speilet blir målt med ekstrem presisjon."
Det fungerer bare så bra fordi laserstrålen passerer gjennom et ultrahøyt vakuum.
“Men la oss forestille oss et glasspanel, ikkehelt gjennomsiktig, men grov og upolert som et vindu på badet, ”fortsetter Allard Mosk fra Utrecht University. “Lys passerer selvfølgelig, men bryter. Lysbølger forandrer seg og sprer seg, så vi kan ikke se objektet på den andre siden av vinduet med det blotte øye nøyaktig. " En lignende situasjon oppstår når det er nødvendig å undersøke små gjenstander i biologisk vev: et uordnet miljø forstyrrer lysstrålen. Så blir en enkel, vanlig, rett laserstråle til en kompleks bølgestruktur som avbøyes i alle retninger.
Men hvis du vet nøyaktig hva det forstyrrende miljøet gjør medlysstråle, kan situasjonen endres ved å lage et komplekst bølgemønster i stedet for en enkel direkte laserstråle, som blir konvertert til nøyaktig ønsket form. på grunn av opptøyer og sjokk akkurat der du vil ha det beste resultatet. "For å oppnå dette trenger du ikke engang å vite nøyaktig hva disse bruddene er," forklarer Dorian Boucher, studiens første forfatter. "Det er nok å først sende en serie testbølger gjennom systemet for å studere hvordan de endres av systemet."
Metoden ble bekreftet eksperimentelt iUtrecht University: laserstråler ble ledet gjennom et uordnet medium i form av en overskyet plate. Forskerne beregnet deretter de optimale bølgene for å analysere objektet utenfor platen - dette ble gjort med nanometerpresisjon.
Forskere var i stand til å vise at metoden ikke bare erfungerer, men det er også optimalt i fysisk forstand: "Nøyaktigheten av vår metode er bare begrenset av den såkalte kvantestøyen," forklarer Allard Mosk. "Denne støyen kommer fra det faktum at lys er laget av fotoner - ingenting kan gjøres med det."
Se også:
Saturns måne Titan er bemerkelsesverdig lik jorden. Hvilke planer har menneskeheten for det?
Et stort antall gråhval begynner å sulte og dø i Stillehavet
En tredjedel av dem som har kommet seg etter COVID-19, kommer tilbake til sykehuset. Hver åttende - dør