دانشمندان راهی را پیدا کرده‌اند که اشیای جامد را به روشی عجیب نامرئی می کند

دانشمندان راهی را پیدا کرده‌اند که اشیای جامد را به روشی عجیب – با عبور امواج نور از موادی که نور از آن‌ها رد نمی‌شود – نامرئی می‌کند، به طوری که چنین به نظر می‌رسد در آنجا به کلی هیچ چیزی وجود ندارد.

دلیل مرئی بودن اشیا این است که امواج نوری پراکنده، از منبع نور به یک جسم و از آن، به چشم انسان وارد می‌شوند. براساس نتیجه پژوهش دانشگاه صنعتی وین و دانشگاه اوترخت، می‌توان طیف مشخصی از امواج نوری را که به درون یک جسم وارد می‌شوند محاسبه کرد.

اگرچه انسان‌ها احتمالا تصور می‌کنند همه امواج نوری یکسان هستند، اما مسئله این است که در واقع چنین نیست. پروفسور اشتفان روتر از موسسه فیزیک نظری دانشگاه صنعتی وین، در اظهارات خود می‌گوید:«هرکدام از الگوهای این امواج نوری، با ارسال از درون یک ماده واسطه که دچار آشفتگی و بی نظمی شده است، به روشی کاملا خاص، تغییر کرده و منحرف شده‌ است.»

اجرایی کردن چنین چیزی، بسیار چالش‌برانگیز و دقیق است. پروفسور روتر و پروفسور آلارد ماسک از دانشگاه اوترخت، در آزمایشی، از یک لایه غیرشفاف و مات پودر اکسید روی استفاده کردند – نانوذراتی که به صورت تصادفی مرتب شده‌اند- و این مسئله که این پودر، دقیقا به چه میزانی نور را پراکنده می‌کند، محاسبه شد. همچنین، این مسئله نیز بررسی شد که اگر پودر  کلا آنجا نبود، نور چه می‌شد.

با دانستن چنین چیزی، محققان دریافتند که نوع مشخصی از امواج نوری (حالت پراکندگی پایدار نور) توسط یک آشکارساز در سوی دیگر پودر، دقیقا با همان الگو ثبت شده است؛ البته کمی ضعیف‌تر از زمانی که ارسال شده بود. علاوه بر این، به لحاظ نظری تعداد بی‌شماری موج نوری وجود دارد. این به معنای آن است که به رغم اینکه محاسبه آن‌ها دشوار است، اما این امواج نوری می‌توانند پیدا شوند.

این کشف جدید می تواند در کاربردهای زیست پزشکی و به عبارتی در زمینه تصویربرداری، به طور قابل توجهی سودمند باشد. پروفسور روتر می‌گوید:«یک جنبه که ما خیلی از آن هیجان‌زده هستیم، این واقعیت است که میدان‌های نوری که ما در پژوهش خود معرفی کرده‌ایم نه تنها از نظر الگوهای میدان خروجی که در پشت جسم تولید می‌کنند خاص هستند، بلکه در داخل آن نیز وجود دارند. خواصی که این میدان‌ها در فضای آزاد به آن شباهت دارند می‌تواند بسیار سودمند باشد تا به کمک آن بتوان به اعماق درون اشیا با پراکندگی بسیار بالا نگاه انداخت. اشیایی که معمولا کار با آن‌ها بسیار چالش‌برانگیز است.»

پروفسور روتر می‌افزاید:«هنوز مطالعات و تحقیقات ادامه دارد، زیرا سامانه‌های زیستی پر از حرکت هستند؛ سامانه‌هایی از قبیل جریان خون درون بدن. این موضوع، محاسبه الگوهایی را که برای عبور نور از درون این اشیا لازم است دشوار می‌کند، زیرا این ضرورت وجود دارد که اندازه‌گیری‌ها، سریع‌تر از آن مقایس زمانی که برای خود حرکت لازم است، انجام شوند.»

اما در حال حاضر این کشف می‌تواند به دانشمندانی که می‌خواهند ساختارهای کوچک‌تر را مورد آزمایش قرار دهند، کمک کند؛ ساختارهایی مانند سلول‌ها. پروفسور روتر بر این باور است که فقط مسئله زمان مطرح است که ابزارهای اندازه‌گیری به قدر کافی سریع و ارزان شوند تا امکان استفاده از این کشف در کاربردهای عجیب و حیرت‌انگیز فراهم شود.

نتایج این تحقیق در مجله نیچر فوتونیکز منتشر شده است.