Laserstrålar kan användas för att noggrant mäta ett objekts position eller hastighet. Men för detta är det vanligt
Forskare från Utrecht University och TU Wienkunde erhålla mätningar av en given noggrannhet även under så svåra förhållanden. De modifierade specifikt laserstrålen så att den levererade önskad information i en oordnad miljö.
"Den maximala möjliga mätnoggrannheten ären central del av all naturvetenskap, säger Stefan Rotter från TU Wien. "Till exempel, i den enorma LIGO-anläggningen, som används för att detektera gravitationsvågor, skickas laserstrålar till en spegel och förändringar i avståndet mellan lasern och spegeln mäts med extrem precision."
Det fungerar bara så bra eftersom laserstrålen passerar genom ett ultrahögt vakuum.
”Men låt oss föreställa oss en glaspanel, intehelt transparent, men grovt och opolerat som ett fönster i ett badrum, fortsätter Allard Mosk från Utrecht University. ”Ljus passerar naturligtvis men bryter. Ljusvågor förändras och sprids, så vi kan inte se objektet på andra sidan fönstret med blotta ögat exakt. " En liknande situation inträffar när det är nödvändigt att undersöka små föremål inuti biologisk vävnad: en störd miljö stör ljusstrålen. Sedan förvandlas en enkel, vanlig, rak laserstråle till en komplex vågstruktur som avböjs i alla riktningar.
Men om du vet exakt vad den störande miljön gör medljusstråle kan situationen ändras genom att skapa ett komplext vågmönster istället för en enkel direkt laserstråle, som omvandlas till exakt önskad form. på grund av upplopp och chocker exakt var du vill ha det bästa resultatet. "För att uppnå detta behöver du inte ens veta exakt vad dessa överträdelser är", förklarar Dorian Boucher, studiens första författare. "Det räcker att först skicka en serie testvågor genom systemet för att studera hur de förändras av systemet."
Metoden bekräftades experimentellt iUtrecht University: laserstrålar riktades genom ett oordnat medium i form av en grumlig platta. Forskarna beräknade sedan de optimala vågorna för att analysera objektet utanför plattan - detta gjordes med nanometerprecision.
Forskare kunde visa att metoden inte bara ärfungerar, men det är också optimalt i fysisk mening: "Noggrannheten i vår metod begränsas bara av det så kallade kvantbruset", förklarar Allard Mosk. "Detta ljud kommer från det faktum att ljus är gjord av fotoner - ingenting kan göras åt det."
Se även:
Saturnus måne Titan liknar anmärkningsvärt jorden. Vilka planer har mänskligheten för det?
Ett stort antal gråval börjar svälta och dö i Stilla havet
En tredjedel av dem som har återhämtat sig från COVID-19 återvänder till sjukhuset. Var åttonde - dör