Nový spôsob získania obrazu neviditeľných objektov

|

Nová technika získania obrazu skrytých objektov by raz mohla pomôcť pilotom manévrovať v hmle a doktorom sledovať ľudské telo bez potreby chirurgického zákroku.

Vedci z Princetonskej univerzity vyvinuli metódu, ktorá sa spolieha na vytvorenie obrazu pomocou lúčov svetla, ktoré by za normálnych okolností znemožnili videnie, pretože by boli rozptýlené napríklad mrakmi, tkanivami ľudského tela alebo mútnou vodou.

Vedcom sa v pokusoch podarilo obnoviť pokrivený obraz a získať z neho jasný vzor čísel a čiar. Proces bol podobný ladeniu kanálov na starom televízore.

„Bežne je šum považovaný za zlú vec,“ povedal Jason Fleischer. „Niekedy ale môže šum so signálom interagovať a energia zo šumu sa dá použiť na zosilnenie signálu. Pri slabom signále môže jeho kvalitu šum v skutočnosti zvýšiť.“

Povedal, že schopnosť takto zosilniť signál by mohla zlepšiť veľké množstvo technológií od sonografov po radarové systémy. Zlepšili by sa aj okuliare na nočné videnie, výskum štruktúr pod hladinou vody alebo techniky steganografie - umenia utajiť signál z bezpečnostných dôvodov.

Vo svojich pokusoch vedci použili laserový lúč, ktorý prechádzal cez malý kúsok skla, do ktorého boli vyryté čísla a čiary podobne ako na schéme pri vyšetrení u očného lekára. Lúč dokázal preniesť obraz do zariadenia pripojeného na monitor. Vedci potom dali lúču do cesty priesvitný kus umelej hmoty podobnej celofánu. Ten rozostril obraz ešte pred tým, ako sa dostal do prijímača. Na monitore bol obraz veľmi rozšumený, takže sa nedalo rozlíšiť, čo na ňom je. Podobne ľudské videnie sťažujú hmla alebo dym.

Hlavná časť experimentu prišla, keď Fleischer a jeho doktorand Dylov do cesty lúča umiestnili iný objekt. Pred prijímač dali kryštál stroncium-bárium nióbu, ktorý patrí do skupiny látok zvláštne meniacich správanie svetla. Nelineárny kryštál v tomto prípade zmiešal rozličné časti obrazu a umožnil interakciu signálu a šumu.

Úpravou elektrického napätia dokázali vedci aj napriek tomu získať jasný obraz. Kryštál využil energiu rozptýlených lúčom vychádzajúcich z priesvitného plastu a zjasnil slabý obraz čiar a čísel.

Technika nazvaná „stochastická rezonancia“ funguje len pri správnom množstve šumu. Vedci ju už pozorovali v mnohých oblastiach, ale ešte nikdy ju nepoužili na získanie obrazu.

Na základe výsledkov experimentu vytvorili Fleischer a Dylov novú teóriu pohybu zašumeného signálu v nelineárnych materiáloch, ktorá spája myšlienky z oblastí štatistickej fyziky, teórie informácií a optiky. Teória by mala byť základom nelineárnej komunikácie, ktorá má svoje uplatnenie v mnohých technológiách. Vedci chcú ešte zlepšiť kvalitu obrazu zapojením iných techník spracovania signálu. Plánujú tiež rozšíriť myšlienku aj o zariadenia, napríklad z oblasti medicíny, ktoré namiesto svetla na vytvorenie obrazu používajú zvuk alebo ultrazvuk.

originál článku