特別に細工された光は不透明な障害物を通過します

雲のように散乱した物体でさえ、光の波を散乱させる無秩序な媒体であるため、影を落とします。しかし現在、ウィーン工科大学とユトレヒト大学の研究者は、光の波を操作して障害物を通り抜け、障害物がないかのようにはっきりと反対側に画像を投影する方法を発見しました。

無秩序な媒体は、本質的に、粉末、砂、砂糖、さらには雲などの無秩序な粒子の集まりです。光がそのような小さな障害物のグループに入ると、信じられないほど複雑な方法で散乱します。しかし、理論的には、この散乱パターンを計算できれば、光波を操作して、散乱せずに光波を直接通過させることができます。

そして今、研究者たちは、酸化亜鉛を散乱媒体として使用し、光源を片側に、検出器を反対側に配置して、まさにそれを行うことができました。

最初のステップは障害物を認識することです。そのため、科学者のチームは粉末を通して非常に特定の光信号を照射し、次にそれらがどのように検出器に入ったかを測定しました。いくつかの洗練された数学的方法を使用して、散乱の性質を決定することが可能です-そして、まったく形を変えない特定の光波を作成します。

「私たちが示すことができたように、非常に特殊なクラスの光波があります。いわゆる散乱不変光モードであり、光波が空気またはそれは複雑な酸化亜鉛層に浸透しなければなりませんでした」と研究の共著者であるステファン・ロッターは言います。

光がバリアを通過できるようにするというアイデアは興味深いものですが、科学者たちはそれをさらに一歩進めました。いくつかの散乱不変光モードを正しい方法で組み合わせることにより、画像（この場合はおおぐま座）によってエンコードされた光波を作成し、酸化亜鉛を介して検出器に投影しました。

「したがって、少なくとも特定の制限内で、干渉なしにオブジェクトを介して送信する画像を完全に自由に選択できます」と、研究の著者であるJeroenBosch氏は述べています。 「確かに、光波が酸化亜鉛層によって散乱されているかどうかに関係なく、ビッグディッパーの画像を検出器に送る散乱不変波を決定することができました。検出器にとって、光線はどちらの場合もほぼ同じように見えます。」

これは、光の波を操作して不可視のマントなどのオブジェクトを偽装するというチームの以前の実験に基づいた楽しい作品です。新しいブレークスルーは、いつの日か、X線のように身体を安全にスキャンする医学の新しい画像技術につながる可能性があります。しかし、そのような技術を実装する前にやらなければならない作業はまだたくさんあります。

この研究は、ジャーナルNaturePhotonicsに掲載されました。