La luce appositamente predisposta passa attraverso gli ostacoli opachi

Anche gli oggetti sparsi come le nuvole proiettano ombre perché sono mezzi disordinati che disperdono le onde luminose. Ma ora i ricercatori della TU Wien e dell'Università di Utrecht hanno trovato un modo per manipolare le onde luminose per superare gli ostacoli, proiettando un'immagine dall'altra parte chiaramente come se non ci fossero ostacoli.

Un mezzo disordinato è essenzialmente una raccolta di particelle disordinate come polvere, sabbia, zucchero o persino una nuvola. Quando la luce entra in un tale gruppo di piccoli ostacoli, si disperde in modi incredibilmente complessi. Ma in teoria, se potessi calcolare questo modello di dispersione, potresti manipolare le onde luminose in modo che passino attraverso di esse senza dispersione.

E ora i ricercatori sono stati in grado di fare proprio questo, usando l'ossido di zinco come mezzo di diffusione, con la sorgente luminosa posizionata su un lato e il rilevatore sull'altro.

Il primo passo è riconoscere l'ostacolo, quindi il team di scienziati ha proiettato segnali luminosi molto specifici attraverso la polvere e poi ha misurato come sono entrati nel rilevatore. Utilizzando alcuni metodi matematici sofisticati, è possibile determinare la natura dello scattering e creare una certa onda luminosa che non cambia affatto forma.

"Come siamo stati in grado di dimostrare, esiste una classe molto speciale di onde luminose: le cosiddette modalità di luce invariante di diffusione, che producono esattamente lo stesso modello d'onda sul rilevatore, indipendentemente dal fatto che l'onda luminosa sia stata inviata solo attraverso il aria o doveva penetrare in un complesso strato di ossido di zinco ", afferma Stefan Rotter, coautore dello studio.

Per quanto intrigante sia l'idea di permettere alla luce di passare attraverso la barriera, gli scienziati hanno fatto un ulteriore passo avanti. Combinando diverse modalità di luce invarianti di diffusione nel modo giusto, hanno creato un'onda luminosa codificata da un'immagine - in questo caso la costellazione dell'Orsa Maggiore - e l'hanno proiettata su un rilevatore tramite ossido di zinco.

"Quindi, almeno entro certi limiti, sei completamente libero di scegliere quale immagine desideri trasmettere attraverso l'oggetto senza interferenze", afferma Jeroen Bosch, autore dello studio. “In effetti, siamo stati in grado di determinare l'onda invariante di diffusione che invia l'immagine dell'Orsa Maggiore al rivelatore, indipendentemente dal fatto che l'onda luminosa sia diffusa o meno dallo strato di ossido di zinco. Per il rilevatore, il raggio di luce sembra quasi lo stesso in entrambi i casi. "

È un lavoro divertente che si basa sui precedenti esperimenti del team nella manipolazione delle onde luminose per camuffare oggetti come il Mantello dell'Invisibilità. Un nuovo passo avanti potrebbe un giorno portare a nuove tecniche di imaging in medicina che scansionano in sicurezza il corpo come i raggi X. Tuttavia, c'è ancora molto lavoro da fare prima che tale tecnologia venga implementata.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Photonics.