Articles

Wetenschappers maken röntgenstraling zichtbaar met veilig zichtbaar licht

Als u denkt dat röntgenstraling en andere vormen van straling het monopolie hebben op het doordringen van ondoorzichtige voorwerpen, dan is dat bij zichtbaar licht niet het geval. Zichtbaar licht kan zelfs door dingen als verf en menselijk weefsel heen, wat grote gevolgen heeft voor medisch onderzoek en andere gebieden. Op een dag zouden gewone lichtgolven röntgenstralen kunnen vervangen of zouden wetenschappers zelfs tumoren kunnen verwijderen met lasers in plaats van met een riskante operatie. Het probleem is dat dergelijk licht ofwel wordt geabsorbeerd ofwel wordt verstrooid zodra het door niet-transparante voorwerpen gaat — waardoor het onbruikbaar wordt voor beeldvorming. Of toch niet? Volgens Nature zijn wetenschappers bezig met het verfijnen van methoden om verstrooid licht dat door ondoorzichtige voorwerpen gaat weer samen te voegen om aan de andere kant een bruikbaar beeld te creëren, Superman-stijl.

Vroegere pogingen om vaste voorwerpen af te beelden leenden een astronomietechniek genaamd “adaptieve optiek”, die algoritmen gebruikt om te berekenen in hoeverre een beeld is vervormd door de atmosfeer. Wetenschappers pasten de techniek aan op vaste lichamen door een laser door een “ruimtelijke lichtmodulator” te schijnen om verschillende delen van de straal te vertragen. Nadat het licht door de modulator en een ondoorzichtig voorwerp is gegaan, kan een detector aan de andere kant uitzoeken waar het verstrooide licht vandaan kwam en een samenhangend beeld samenstellen.

Eerdere experimenten waren verrassend succesvol en leverden een geconcentreerde straal op die duizend keer intenser was dan het verstrooide licht. Geïnspireerd door de resultaten pasten andere teams de techniek aan om te werken met gefocuste ultrasone golven, waardoor de laserlichtfrequentie verschuift. De verschoven stralen worden dan door het object teruggekaatst met een spiegel, waardoor de energie van de aanvankelijke straal wordt verhoogd en “een fakkel in de muur” ontstaat (zie boven). Hierdoor kon het team een fluorescerende kraal met een doorsnede van slechts een micrometer afbeelden, verborgen tussen twee ondoorzichtige lagen.

Iemand vraagt altijd of we een telefoon-app zullen maken om mensen door douchegordijnen te laten kijken… dat zijn we niet van plan.

Door het proces te versnellen, heeft een ander team in Parijs vorig jaar het oor van een levende muis afgebeeld, een veelbelovende start voor nieuwe soorten lichaamsscanners. Hoewel er nog veel werk aan de winkel is, heeft de techniek niet alleen potentieel voor de geneeskunde, maar ook voor gebieden als kunstrestauratie of archeologie, waar deskundigen bijvoorbeeld zouden kunnen zien wat er onder meerdere lagen verf zit. Andere schaduwrijke toepassingen komen ook in gedachten, maar zoals een wetenschapper aan Nature vertelde: “iemand vraagt altijd of we een telefoon-app zullen maken om mensen door douchegordijnen te laten kijken… dat zijn we niet van plan.”