دیدن اجسام از پشت دیوار هم امکان پذیر شد

دیدن اجسام از پشت موانع، یکی از آرزوهای بشر در طول تاریخ محسوب می‌شود. به تازگی فیزیک‌دانان موفق شده‌اند با پیش‌بینی الگوی پراکندگی پرتوهای نور عبوری از مواد مات، تصویر اجسام پشت آنها را بازسازی کنند.
                           

دیدن اجسام از پشت موانع، یکی از آرزوهای بشر در طول تاریخ محسوب می‌شود. به تازگی فیزیک‌دانان موفق شده‌اند با پیش‌بینی الگوی پراکندگی پرتوهای نور عبوری از مواد مات، تصویر اجسام پشت آنها را بازسازی کنند.

 شاید فکر کنید فناوری تازه رویت اجسام از پشت اجسام کدر همان استفاده از پرتوهای ایکس باشد، اما این طور نیست. این روش، راه تازه‌ای است که برای انتقال تصاویر ساده از میان اشیا کدر با استفاده از نور معمولی پیدا شده است. فیزیکدانان از این روش برای انتقال تصویر از میان شیشه‌ای که با رنگ پوشانده شده استفاده می‌کنند.

هر جسمی یا شفاف است، یا کدر محسوب می‌شود،‌ یعنی ما نمی‌توانیم از پشتش چیزی ببینیم؛ و یا کمی مات است و می‌تواند بعضی نورها را از خود عبور بدهد. با این حال،‌ نور هنگام عبور از شبکه‌بندی اتمی این مواد مات، پراکنده می‌شود و فیزیکدانان معتقدند همین مسئله،‌ نکته کاربردی برای دیدن اشیا از پشت اجسام کدر است.

به گزارش نیوساینتیست، در سال 2007/ 1386 آزمایشی برای تمرکز نور و عبور آن از پوست تخم‌مرغ و دندان انسان ترتیب داده شد که نشان داد چنین کاری عملی نیست. اما این بار فیزیکدانی به نام سیلوین گیگان با همکارانش در موسسه فیزیک و شیمی صنعتی پاریس،‌ موفق شده برای اولین بار تصاویر ساده را از اجسام کدر عبور دهد به طوری که در طرف دیگر بتوان تصویر را دید.

رسیدن به تصویر
این گروه با معکوس کردن فرایند پراکنده شدن نور،‌ توانستند از نوری که از لایه‌های رنگی و کدر عبور کرده بود، تصویر را بازسازی کنند. فرایند پراکندگی نور پیچیده است، ‌اما پیش‌بینی‌پذیر هم هست،‌ چون یک موج نوری مشخص همیشه یکسان پراکنده می‌شود.

نحوه‌ای که هر شی نور را پراکنده می‌کند به عنوان ماتریس انتقال آن شی شناخته می‌شود. به گفته گیگان، اگر لایه رنگ را به عنوان یک ماز برای نور در نظر بگیریم،‌ آن وقت می‌توان ماتریکس انتقال شی را به صورت نقشه در نظر گرفت.

گروه گیگان با 1000 بار تاباندن باریکه‌های لیزر ضعیف،‌ توانستند ماتریکس انتقال شیشه رنگ‌شده خودشان را به دست بیاورند،‌ بدین صورت که شکل باریکه لیزر را هر بار با استفاده از یک تعدیل‌کننده نور فاصله‌ای تغییر می‌دادند.

تعدیل‌کننده نور فاصله‌ای همان دستگاهی است که برای کنترل نور خروجی ویدئو پروژکتور به کار می‌رود. در طرف دیگر شیشه کدر هم یک دوربین‌ دیجیتال الگوهای متفاوت پراکندگی نوری که در هر زمان تولید می‌شود را تشخیص می‌دهد. با مقایسه آن‌چه دوربین با اعمال تغییرات روی باریکه لیزر می‌بیند، ماتریکس انتقال شی با رنگی که دارد محاسبه می‌شود.

تصویر نامرئی
بدین ترتیب،‌ اگر یک تصویر ساده به شیشه رنگی تابانده شود، یک فرد عادی می‌تواند تنها درخششی را در آن حس کند. اما با دانستن ماتریس انتقال، این گروه می‌توانند کد رد کم‌نور و نامشخصی که به دوربین دیجیتال می رسد را شناسایی کنند و به تصویر مورد نظر برسند.

گیگان در این مورد می‌گوید: « وقتی ماتریس انتقال شناخته شده باشد، بازسازی تصویر به سرعت عملی می‌شود. بدین ترتیب ما می‌توانیم به تصویری را کیفیت برسیم.»

با این حال تصاویری که در این آزمایش‌ها مورد استفاده قرار گرفتند بسیار ساده بودند و هنوز تا رسیدن به امکان انتقال تصاویر جالب زمان زیادی مانده است. تصاویر به کار رفته 256 پیکسلی بودند و با بالا بردن پیکسل‌ها،‌ کیفیت تصویر بازسازی شده به سرعت کاهش می‌یابد چون نسبت سیگنال به نویز کاهش می‌یابد. با این وجود به گفته گیگان هنوز جا برای پیشرفت با مطالعات بیشتر در این زمینه وجود دارد.

کسانی که آزمایش 2007/ 1386 را ترتیب داده بودند، الارد موسک و همکارش ولکوپ در هلند، بسیار تحت تاثیر نتایج این مطالعه قرار گرفته‌اند. آن‌ها می‌گویند:‌ » ما می‌توانیم ببینیم که این مطالعه آغاز راهی بلند و جذاب است.» موسک هم در تایید نظر گیگان می‌گوید: « با این که در حال حاضر این تکنیک برای تصاویر 256 پیکسلی جواب می‌دهد،‌ اما گروه‌های دیگر در سراسر جهان می‌توانند با الهام از این کار تصاویر بزرگ‌تر و پیچیده‌تری را از اجسام کدر عبور بدهند.» 

منبع: خبرآنلاین