دستاوردی انقلابی، اجسام را با نوع خاصی از امواج نور «نامرئی» می‌کند

دانشمندان موفق شده‌اند راهکاری عجیب برای «نامرئی‌ کردن» اجسام جامد ارائه بدهند: عبور دادن امواج نور از داخل اجسام مات،‌ به‌ شکلی که انگار جسم مات اصلا در آن ناحیه حضور ندارد. دلیل مرئی بودن اجسام، پراکنده شدن امواج نور، برخورد به اجسام و بازگشت آن‌ها به چشم انسان است؛ این یعنی عملا اگر نوری که به جسم تابیده می‌شود به چشم ما بازنگردد، آن جسم را نخواهیم دید.

آن‌طور کهThe Independentمی‌نویسد، دانشمندان دانشگاه فناوری وین و دانشگاه اوترخت توانسته‌اند نوع خاصی از امواج نور که توانایی نفوذ در اجسام دارد، اندازه‌گیری کنند. ممکن است با خود فکر کنید تمام امواج نور مثل هم هستند؛ اما حقیقت چیز دیگری است. پروفسوراستفان راتر، از اعضای مؤسسه‌ی فیزیک نظری دانشگاه فناوری وین، توضیح می‌دهد: «وقتی الگوهای امواج نور را به درون محیطی بی‌نظم می‌فرستید، هر موج به شکل بسیار خاصی تغییر می‌یابد و منعکس می‌شود.»

اجرای ایده‌ی جدید دانشمندان بسیار چالش‌برانگیز است و نیاز به دقت فراوان دارد. پروفسور راتر و پروفسورآلارد ماسک، از اعضای دانشگاه اوترخت، در آزمایشی سراغ استفاده از یک لایه پودر ماتِ اکسید روی رفتند که نانوذراتی با ترتیب تصادفی دارد. پروفسور راتر و پروفسور ماسک بررسی کردند که امواج نور دقیقا چگونه توسط پودر پراکنده می‌شوند و اگر پودر در آنجا حضور نداشت، نحوه‌ی پراکنده‌سازی نور چگونه می‌بود.

با انجام این آزمایش، محققان متوجه شدند نوع خاصی از امواج نور که با اصطلاح «حالت نوریِ پراکنده‌نشدنی» شناخته می‌شوند، بدون هیچ‌گونه تغییری در الگوی تابش، توسط دستگاه ردیاب در طرف دیگر پودر ثبت شد و این یعنی نور از پودر عبور کرده بود. محققان متوجه شدند نوری که عبور کرده در مقایسه‌ با نور اولیه اندکی ضعیف‌تر شده بود. ازلحاظ تئوری تعداد نامتناهی از امواج نور وجود دارد؛ گرچه محاسبه‌ی این امواج سخت است؛ اما می‌توان آن‌ها را پیدا کرد.

دستاورد محققان دانشگاه فناوری وین و دانشگاه اوترخت می‌تواند در حوزه‌ی تصویربرداری زیست‌پزشکی مزیت‌ در خور توجهی به‌ ارمغان بیاورد. پروفسور راتر می‌گوید: «جنبه‌ای که برایش بسیار هیجان‌زده‌ایم این است که میدان‌های نوری که در تحقیقاتمان معرفی کردیم، نه‌تنها در الگوهای میدان خروجی که در پشت جسم ایجاد می‌کنند خاص به‌ نظر می‌رسند، بلکه در داخل آن نیز خاص هستند.» پروفسور راتر می‌گوید این قابلیت برای مشاهده‌ی بخش داخلی موادیبه کار می‌آید که نور را بسیار پراکنده می‌کنند و مطالعه‌ی آن‌ها بسیار چالش‌برانگیز است.

البته تحقیقات بیشتری باید انجام شود؛ زیرا سیستم‌های بیولوژیکی پر از تحرک‌اند (نظیر جریان یافتن خون در داخل بدن). این موضوع باعث می‌شود محاسبه‌ی الگوهایی که برای عبور دادن نور از داخل جسم مورد نیاز هستند سخت باشد؛ زیرا فرایند اندازه‌گیری باید در مقیاس زمانی کوتاه‌تری نسبت‌ به زمان تحرک انجام بگیرد.

در حال حاضر دستاورد جدید می‌تواند به دانشمندانی که به‌ دنبال مشاهده‌ی دقیق ساختارهای کوچک‌تر نظیر سلول هستند کمک کند و پروفسور راتر اعتقاد دارد به مرور زمان ابزارهای پیشرفته‌تری برای اندازه‌گیری الگوها تولید می‌شوند که به اندازه‌ی کافی سریع و ارزان باشند.

نتایج مطالعه‌ی جدیدمحققان دانشگاه فناوری وین و دانشگاه اوترخت در مجله‌یNature Photonicsمنتشر شده است.