Predstavte si, že môžete vidieť cez objekty ako Superman. Táto „superveľmoc“ môže byť bližšia, než si myslíte, pretože mnoho článkov navrhuje metódy na prezeranie nepriehľadných predmetov, ako sú tkanivá ľudského tela, vo vnútri a pomocou prirodzeného svetla: to znamená s vernými farbami.

Medicína už má niekoľko technológií na videnie ľudského tela vo vnútri, ako napríklad röntgen, ultrazvuk a počítačová tomografia. Použitie viditeľného svetla má však výhody: Interaguje s telom a prináša informácie, ako sú biochemické zmeny, bunkové anomálie a hladina glukózy a kyslíka v krvi.

Vedci teraz získavajú kvalitné obrázky jemných tkanív, napríklad uši myši. Ak technológia dokáže vidieť aj najhlbšie časti tela, môže eliminovať rušivé postupy, ako je biopsia, alebo umožňuje laserovú chirurgiu s milimetrovou presnosťou.

Aby sme videli tkanivá vo vnútri, musíme sa vyrovnať s nepravidelnou absorpciou a lomom svetla. To znamená, že s tým, čo sa absorbuje, nemá nič spoločné - informácie sa navždy stratia - ale teoreticky je možné rekonštruovať to, čo sa rozšírilo. Za týmto účelom boli vedci inšpirovaní riešením, ktoré astronómovia použili na vyriešenie problému rozptylu svetla, ktorý spočíva v použití deformovateľného zrkadla na rušenie skreslenia.

Momentálne vidíme obrázky zvnútra tela pomocou CT, RTG a ultrazvuku, ale bez farebných informácií

Pokus a chyba

Allard Mosk a Ivo Vellekoop používali „modulátor vesmírneho svetla“, svetelný žiarič, ktorý môže regulovať prenos rôznych častí laserového lúča oneskorením jednej časti voči druhej. „Vystrelili svoj laser cez modulátor na maľovanú tabuľu skla, umiestnili detektor za objekt a pomocou počítača monitorovali, koľko svetla dokáže detektor zachytiť, “ hovorí článok Príroda.

„Počítač potom pripočítava alebo odčítava oneskorenia každého pixelu modulátora pomocou procesu pokusov a omylov, aby zistil, ktoré zmeny minimalizujú rozptyl laserového žiarenia pri jeho prechode cez sklo. V skutočnosti sa systém pokúša vyvolať skreslenie, ktoré nepriehľadná bariéra by sa zrušila, “pokračuje. Po ďalšej hodine spustenia algoritmu dosiahli zaostrenie tisíckrát silnejšie ako signál na pozadí.

Bioinžinier Changhuei Yang z Kalifornského technologického inštitútu, ktorý nepoznal experiment, vyskúšal podobnú metodológiu. Oba publikované články boli spúšťačom pre ďalšie vedcov, aby sa hlbšie ponorili do štúdie.

Použitím zariadení, ako je napríklad zrkadlo „s reverzným časom“, je možné obrátiť svetlo späť na jeho dráhe a osvetľovať miesto zamerané na ultrazvuk.

Deciphering Patterns

Optický fyzik Jacopo Bertolotti z Exeterskej univerzity (UK) dokázal mať pred objektom emitor aj detektor. Vo svojom experimente umiestnil fluorescenčné 50-mm (0, 05 mm) grécke písmeno "pi" za nepriehľadnú obrazovku.

Keď zapol telefón, rozmazaný obraz objektu, akoby za sprchovacím kútom. Vedec použil laser, zaznamenal rozptyl svetla a potom urobil to isté z iného uhla. Opakovaním postupu a porovnaním vzorov typu peer to peer bol schopný reprodukovať formát písmen.

Pri pohľade na vzory bol experiment Exeter University schopný načítať návrh skrytý nepriehľadnou obrazovkou

Vnútorné osvetlenie

Changhuei Yang a biológ Benjamin Judkewitz potom vykonali sofistikovanejší experiment s použitím „zrkadla na obrátenie času“, ktoré vracia svetlo rovnakou cestou. Osvetľovali objekt a zamerali ultrazvuk, ktorý sa nešíri ľahko, na zaujímavý bod.

Všetky svetlo prechádzajúce týmto bodom sa zmenilo vo frekvencii. Na druhej strane zrkadlo odrážalo iba upravené lúče svetla, ktoré sa vracali späť a pridali svoju energiu do svetla prvého prechodu, čím osvetľovali miesto v nepriehľadnom objekte.

Teraz je výzvou, aby sme to dokázali na hlbších miestach tela, pretože technológia teraz umožňuje snímať obrázky len za 5, 6 milisekúnd, čo je dosť pre pohybujúce sa ciele, ako je živé tkanivo.

Okrem zrejmých aplikácií v medicíne sa môže táto technika použiť aj na obnovu obrazov, pretože bude možné vidieť, čo bolo pod farbou. „Mnoho maliarov pracovalo v mnohých vrstvách a nižšie uvedené by mohli ovplyvniť fyzikálne a chemické poškodenie plátna, takže existuje význam vedieť, čo tam bolo, ak ho chcete zachovať, “ hovorí Bertolotti. Ďalšie použitie je vojenské, vidieť cez štíty.

Cez TecMundo