Ученые заставили свет беспрепятственно пройти сквозь непрозрачный объект

Даже диффузные объекты вроде облаков или кусочков сахара отбрасывают тень, поскольку преломляют лучи света. Однако физики из Австрии и Нидерландов открыли способ управления волнами света, чтобы они проходили сквозь неупорядоченные объекты так, как будто препятствия вовсе нет.

Неупорядоченная среда — это, фактически, скопище частиц в случайном порядке: пыли, песка, сахара или капель воды. Когда свет проникает в эту группу крошечных препятствий, он рассеивается невероятно сложным образом. Но теоретически, если бы можно было определить картину рассеяния, можно было бы манипулировать световыми волнами так, что они проходили бы сквозь эту среду, не рассеиваясь.

Ученые из Технического университета Вены и Университета Утрехта сделали именно это. В качестве среды они взяли порошок оксида цинка, с одной стороны которого был размещен источник света, а с другой — детектор, пишет New Atlas.

Для начала они направили сквозь порошок специфические световые сигналы, записали показания детектора и, при помощи сложных математических методов, определили картину рассеяния. Это позволило им разработать такую световую волну, которая не меняет своей формы, лишь слегка тускнеет.

«Мы смогли показать, что существует особый класс световых волн — так называемый инвариантный к рассеянию мод — который производит точно такую же волновую картину на детекторе, вне зависимости от того, прошла ли волна через воздух или она проникла сквозь сложный слой оксида цинка», — сказал Штефан Роттер, один из руководителей проекта.

Затем они сделали следующий шаг. Соединив определенным образом несколько инвариантных к рассеянию модов, ученые создали световую волну, несущую изображение — в данном случае, созвездие Большого Ковша — и проецировали его на детектор сквозь слой порошка оксида цинка, как если бы преграды не было вовсе.

Прорыв, совершенный командой ученых, может однажды найти применение в технологиях медицинского сканирования организма.

Источник https://hightech.plus/2021/04/14/uchenie-zastavili-svet-besprepyatstvenno-proiti-skvoz-neprozrachnii-obekt