Articles

Vědci dosáhli rentgenového vidění pomocí bezpečného viditelného světla

Pokud si myslíte, že rentgenové záření a jiné formy záření mají monopol na pronikání neprůhlednými předměty, viditelné světlo vás prosí o změnu. Ve skutečnosti může procházet věcmi, jako je barva a lidská tkáň, což má silný význam pro lékařský výzkum a další obory. Běžné světelné vlny by jednoho dne mohly nahradit rentgenové záření nebo dokonce umožnit vědcům odstraňovat nádory pomocí laserů namísto riskantních operací. Problém je v tom, že takové světlo je po průchodu neprůhlednými předměty buď pohlceno, nebo rozptýleno – takže je pro zobrazování nepoužitelné. Nebo ne? Podle časopisu Nature vědci zdokonalují metody, jak znovu sestavit rozptýlené světlo, které prochází neprůhlednými předměty, aby na druhé straně vytvořili použitelný obraz ve stylu Supermana.

Předchozí pokusy o zobrazení pevných objektů si vypůjčily astronomickou techniku zvanou „adaptivní optika“, která využívá algoritmy k výpočtu toho, jak moc byl obraz zkreslen atmosférou. Vědci tuto techniku přizpůsobili pevným tělesům tak, že laser prosvítili „prostorovým modulátorem světla“, který zpožďuje různé části paprsku. Poté, co světlo projde modulátorem a neprůhledným objektem, může detektor na druhé straně zjistit, odkud rozptýlené světlo přišlo, a poskládat koherentní obraz.

Počáteční experimenty byly překvapivě úspěšné a vytvořily koncentrovaný paprsek tisíckrát intenzivnější než rozptýlené světlo. Inspirovány těmito výsledky upravily další týmy tuto techniku tak, aby pracovala se soustředěnými ultrazvukovými vlnami, které posouvají frekvenci laserového světla. Posunuté paprsky se pak odrážejí zpět skrz objekt pomocí zrcadla, čímž se přidávají k energii původního paprsku a vytvářejí „pochodeň uvnitř zdi“ (viz výše). To umožnilo týmu zobrazit mihotavou kuličku o průměru pouhého mikrometru ukrytou mezi dvěma neprůhlednými vrstvami.

Vždycky se někdo ptá, jestli vytvoříme aplikaci do telefonu, která umožní lidem dívat se skrz sprchové závěsy… to nemáme v úmyslu.

Zrychlením procesu jiný tým v Paříži loni zobrazil ucho živé myši, což je slibný začátek pro nové typy tělesných skenerů. Přestože zbývá ještě hodně práce, má tato technika potenciál nejen pro medicínu, ale také pro obory, jako je restaurování umění nebo archeologie, kde by odborníci mohli vidět, co je například pod několika vrstvami barvy. V úvahu přicházejí i další stinnější aplikace, ale jak řekl jeden z vědců časopisu Nature: „Pořád se nás někdo ptá, jestli vytvoříme aplikaci do telefonu, která lidem umožní dívat se skrz sprchové závěsy… to nemáme v úmyslu.“