Articles

Naukowcy uzyskują widzenie rentgenowskie za pomocą bezpiecznego, widzialnego światła

Jeśli myślisz, że promieniowanie rentgenowskie i inne formy promieniowania mają monopol na przenikanie przez nieprzezroczyste obiekty, to światło widzialne nie ma sobie równych. Może ono przenikać przez takie rzeczy jak farba czy ludzka tkanka, co ma ogromne znaczenie dla badań medycznych i innych dziedzin. Zwykłe fale świetlne mogłyby pewnego dnia zastąpić promieniowanie rentgenowskie lub nawet pozwolić naukowcom usuwać guzy za pomocą laserów zamiast ryzykownych operacji. Problem w tym, że takie światło jest albo absorbowane, albo rozpraszane po przejściu przez nieprzezroczyste przedmioty – co czyni je bezużytecznym do obrazowania. A może tak jest? Według Nature, naukowcy doskonalą metody ponownego złożenia rozproszonego światła, które przechodzi przez nieprzezroczyste obiekty, aby stworzyć użyteczny obraz po drugiej stronie, w stylu Supermana.

Wcześniejsze próby obrazowania obiektów stałych zapożyczyły technikę astronomiczną zwaną „optyką adaptacyjną”, która wykorzystuje algorytmy do obliczenia, jak bardzo obraz został zniekształcony przez atmosferę. Naukowcy dostosowali tę technikę do ciał stałych, świecąc laserem przez „przestrzenny modulator światła”, aby opóźnić różne części wiązki. Po przejściu światła przez modulator i nieprzezroczysty obiekt, detektor po drugiej stronie może określić, skąd pochodzi rozproszone światło i złożyć spójny obraz.

Wczesne eksperymenty były zaskakująco udane, produkując skoncentrowaną wiązkę tysiąc razy bardziej intensywną niż rozproszone światło. Zainspirowane tymi wynikami inne zespoły dostosowały technikę do pracy ze skupionymi falami ultradźwiękowymi, które przesuwają częstotliwość światła laserowego. Przesunięte promienie są następnie odbijane przez obiekt za pomocą lustra, dodając do energii początkowej wiązki i tworząc „pochodnię wewnątrz ściany” (patrz wyżej). Pozwoliło to zespołowi na zobrazowanie fluorescencyjnego koralika o średnicy zaledwie mikrometra, ukrytego pomiędzy dwiema nieprzezroczystymi warstwami.

Ktoś zawsze pyta, czy stworzymy aplikację na telefon, która pozwoli ludziom patrzeć przez zasłony prysznicowe… nie zamierzamy tego robić.

Poprzez przyspieszenie procesu, inny zespół z Paryża zobrazował w zeszłym roku ucho żywej myszy, co stanowi obiecujący początek dla nowych typów skanerów ciała. Choć pozostało jeszcze wiele do zrobienia, technika ta ma potencjał nie tylko w medycynie, ale także w takich dziedzinach jak renowacja dzieł sztuki czy archeologia, gdzie eksperci mogliby zobaczyć, co znajduje się pod wieloma warstwami farby, na przykład. Inne, bardziej podejrzane zastosowania również przychodzą na myśl, ale jak powiedział jeden z naukowców w wywiadzie dla Nature, „ktoś zawsze pyta, czy stworzymy aplikację na telefon, która pozwoli ludziom patrzeć przez zasłony prysznicowe… nie zamierzamy tego robić.”

.