Articles

A tudósok biztonságos, látható fénnyel érik el a röntgenlátást

Ha azt gondolnánk, hogy a röntgensugárzás és más sugárzási formák monopóliuma az átláthatatlan tárgyakon való áthatolás, a látható fény ellentmond ennek. Valójában képes áthatolni olyan dolgokon, mint a festék és az emberi szövet, ami nagy jelentőséggel bír az orvosi kutatás és más területek számára. A szabályos fényhullámok egy napon helyettesíthetik a röntgensugarakat, vagy akár lehetővé tehetik a tudósok számára, hogy a kockázatos műtétek helyett lézerrel távolítsák el a daganatokat. A probléma az, hogy az ilyen fény vagy elnyelődik, vagy szétszóródik, amint áthalad nem átlátszó tárgyakon – így képalkotásra használhatatlanná válik. Vagy mégsem? A Nature szerint a tudósok olyan módszereket csiszolnak, amelyekkel az átlátszatlan tárgyakon áthaladó szórt fényt újra összeállíthatják, hogy a másik oldalon használható képet kapjanak, Superman-stílusban.

A szilárd tárgyak leképezésére tett korai kísérletek az “adaptív optika” nevű csillagászati technikát vették kölcsön, amely algoritmusok segítségével kiszámítja, hogy a képet mennyire torzítja a légkör. A tudósok a technikát szilárd testekhez igazították úgy, hogy egy lézert egy “térbeli fénymodulátoron” keresztül világítottak át, hogy a sugár különböző részeit késleltessék. Miután a fény áthalad a modulátoron és egy átlátszatlan tárgyon, a másik oldalon lévő detektor képes kitalálni, honnan származik a szórt fény, és összerakni egy koherens képet.

A korai kísérletek meglepően sikeresek voltak, a szórt fénynél ezerszer erősebb koncentrált sugarat állítottak elő. Az eredményeken felbuzdulva más csapatok úgy alakították át a technikát, hogy fókuszált ultrahanghullámokkal dolgozzon, ami eltolja a lézerfény frekvenciáját. Az eltolt sugarakat ezután egy tükör segítségével visszaverik a tárgyon keresztül, növelve az eredeti sugár energiáját, és létrehozva “egy fáklyát a falon belül” (lásd fentebb). Ez lehetővé tette a csapat számára, hogy egy mindössze egy mikrométer átmérőjű, két átlátszatlan réteg közé rejtett lisztes gyöngyöt leképezzenek.

Mindig megkérdezi valaki, hogy készítünk-e majd egy telefonos alkalmazást, amellyel az emberek átnézhetnek a zuhanyfüggönyön… nem áll szándékunkban ezt tenni.

A folyamat felgyorsításával egy másik párizsi csapat tavaly leképezte egy élő egér fülét, ami ígéretes kezdet az új típusú testszkennerek számára. Bár még sok munka van hátra, a technika nemcsak az orvostudományban rejt magában potenciált, hanem olyan területeken is, mint a művészeti restaurálás vagy a régészet, ahol a szakértők megnézhetnék, mi van például több festékréteg alatt. Más, árnyaltabb alkalmazások is szóba jöhetnek, de ahogy az egyik tudós a Nature-nek elmondta: “valaki mindig megkérdezi, hogy készítünk-e majd egy telefonos alkalmazást, amellyel az emberek átnézhetnek a zuhanyfüggönyön… nem áll szándékunkban ilyesmit tenni.”