Hologrammer har opphørt å være bare science fiction

Hologrammer dukker opp rundt oss. Lange døde rapperen Tupac Shakur dukket opp i 2012 Coachella music festival. HoloLens fra Microsoft er den holodekket fra Star trek, slik at brukeren kan samhandle med 3D-objekter i augmented reality. Startups som Holoxica kan lage tre-dimensjonale hologrammer av menneskelige organer for medisinsk bildebehandling.

Mens noen av disse lys-show er ikke lenger enkel belysning triks, de trenger ikke gjøre det til hologrammer, lik de som vi så i filmer som "Star wars". Teknologi sant hologrammer er fortsatt i riket av science fiction. Og tidligere i år, har forskere presentert innovasjoner som kan fremme denne teknologien i noen lysår foran.

I en studie publisert i Nature Fotonikk, en gruppe av forskere fra Korea har utviklet en holografisk 3D-visning, noe som, etter deres mening, fungerer 2600 ganger bedre enn alle eksisterende lignende teknologier. I mellomtiden, har forskere fra Australia rapportert i tidsskriftet Optica miniatyr enheten, som skaper den høyeste kvalitet holografiske bilder til dags dato. Arbeidet ble publisert med et intervall på tre dager siste måned.

Holografi — bredt område av vitenskap og teknologi, men det er basert på fotografisk prinsippet, som registrerer lyset fra objektet. Så lys av dette er gjengitt i en 3D-format. Holografi ble først utviklet på 1940-tallet av den ungarsk-Britisk fysiker Dennis Gabor, som mottok Nobels fredspris i 1971 for fysikk for sin oppfinnelse og utvikling av holografisk metode.

De Fleste av hologrammer presentert statiske bilder, men forskerne arbeider på en mer dynamisk system for reproduksjon av en enorm mengde informasjon som er inkludert i 3D-bildet.

Forskjellen i spredning

Ta arbeid utført av forskere av den koreanske Institute of science and technology (KAIST).

Vår evne til å produsere en dynamisk hologram av høy oppløsning — husk Prinsesse Leia, tigge for Obi-WAN Kenobi å hjelpe Jedi — for tiden begrenset til modulatorer av bølgen foran. Disse enhetene, romlig lys modulatorer eller digital Micromirror enheten, kan du kontrollere retningen på lyset forplantning.

System imaging med kort brennvidde kan bare lage et lite bilde med en bred visningsvinkel på området. Omvendt vil et system med en stor brennvidde kan generere et forstørret bilde med et svært smalt spekter. Den best av de teknologier av wavefront-modulator er i stand til å lage bildet én centimeter med en visningsvinkel på tre grader.

Dette kan bli forbedret gjennom etablering av et komplisert og tungvint system å bruke flere romlige lys modulatorer, for eksempel. Men laget fra KAIST har kommet til en enklere løsning.

"Dette problemet kan løses ved å koble diffuser," forklarer Yong Keun, Park, Professor, Institutt for fysikk ved KAIST. Fordi diffuser sprer lyset, størrelsen på bildet og visningsvinkel kan økes opp til flere tusen ganger. Men det er et problem. Diffuser olje-lys.

"for å bruke en diffuser som en "holografisk objektiv, er det nødvendig å nøye kalibrere den optiske egenskapene til hver diffuser, sier Park. "For dette bruker vi "metoden med å forme bølge foran", som gir informasjon om forholdet mellom innløpet til en skjerm med lys og forlate ham."

The Park Teamet har klart å skape forbedrede tre-dimensjonal holografisk bilde med en visningsvinkel på 35 grader i et volum på 2 x 2 x 2 cm.

"den Forbedring i skala, oppløsning, og synsvinkler ved hjelp av vår metode lett skalaer", sa han. "Fordi det kan brukes til noe eksisterende modulator bølge foran, det kan betydelig forbedre bildekvaliteten selv de beste av-modulator, som vil bli sluppet på markedet."

Det Første denne teknologien kan brukes (når du er ferdig) i projeksjonen viser for bil eller holografisk projeksjoner av smarttelefonen grensesnitt, Park sier. "Hologrammer vil gi oss en ny opplevelse av kommunikasjon med elektroniske enheter, og kan gjennomføres med færre punkter enn en tre-dimensjonal holografisk skjerm".

Optikk ny tid

På samme tid, fysikere fra Australian national University presentert en enhet som består av millioner av små silicon kolonner som hver 500 ganger tynnere enn et menneskehår. Dette gjennomsiktig materiale er i stand til komplekse manipulasjoner av lys, skrev de.

"Vår evne til å strukturere materialet på nanoskala gjør det mulig å oppnå nye optiske egenskaper utover de egenskaper av naturlige materialer, sier Sergej Kruk, co-Leder av studien. "Hologrammer, gjorde vi viser det betydelige potensialet i denne teknologien til bruk i ulike applikasjoner."

Forskere sier de var inspirert av filmer som "Star wars". "Vi jobber med de samme fysiske prinsippene som har inspirert science fiction-forfattere, sier kjeltring. Han legger til at dette nye materialet er kanskje en dag erstatte den klønete og tunge linser og prismer, som er brukt i andre programmer.

"Med vårt materiale, kan vi skape komponenter med samme funksjonalitet, men er lettere og mindre. Dette åpner helt nye programmet, som starter med reduksjon av kameraer i den vanligeden smarttelefoner for å redusere vekt og størrelse av komplekse optiske systemer på plass satellitter".

Og nå om noe annet

Forresten, om utforsking av verdensrommet: kan universet være et hologram? Hva betyr dette for pseudohalogens av Tupac Shakur? Og for resten av den levende tre-dimensjonale vesener?

Teoretiske Fysikere tror at en relativt ny teori i kosmologi som sier at universet er en projeksjon av den to-dimensjonale virkeligheten. Først lansert i 1990-årene hypotesen iboende inneholder ideen lik en vanlig hologram, når et tre-dimensjonalt bilde kodet i en to-dimensjonal flate.

Tilhengere av denne teorien hevder at det kan forene de to gode teorier i kosmologi. Den Generelle relativitetsteorien forklarer nesten alt som skjer på stor skala Universet. Kvantefysikken beskriver perfekt liten ting: atomære og subatomære partikler. Arbeidet på emnet i det holografiske Universet ble publisert i tidsskriftet Physical Review Letters.

Forskerne brukte data innhentet med instrumenter som studerer cosmic microwave background (CMB). CMB — dette er etterglød av the Big Bang, som er 14 milliarder år gammelt. Du kan se CMB i form av hvit støy på TV-en ikke er konfigurert.

Den Studien viste at noen enkle quantum field teorier kan forklare nesten alle kosmologiske observasjoner av de tidlige Universet. Og også dette arbeidet kan føre til fremveksten av en arbeidsgruppe som theory of quantum gravity, sammenslåing kvantemekanikk med Einsteins relativitetsteori.

"Nøkkelen til å forstå quantum gravity ligger i å forstå feltet teori i en lavere dimensjon, sier hovedforfatter Niaes Afshordi, Professor i fysikk og astronomi ved University of Waterloo. "Holografi som Rosetta stone, er oversettelsen av den berømte quantum field teorier uten tyngdekraft i uutforsket territorium av quantum gravity".

Vanskelig. Men det er ikke fiksjon.