Hologramme sind nicht mehr nur Science-Fiction

Ein Hologramm taucht immer wieder um uns herum. Vor langer Zeit Verstorbenen Rapper Tupac Shakur erschien im Jahr 2012 beim Musikfestival Coachella. HoloLens von Microsoft голодек aus «Star Trek», sodass der Benutzer die Interaktion mit 3D-Objekten in Augmented Reality. Startups wie Holoxica können dreidimensionale Hologramme von menschlichen Organen zum Zweck der medizinischen Bildgebung.

Während einige dieser Licht-Show sind schon nicht einfachen Licht-Tricks, die Sie noch nicht erreichen Hologramme nach Art derjenigen, die wir gesehen haben in Filmen wie «Star Wars». Technologie echte Hologramme sind immer noch im Bereich der Science Fiction. Und Anfang dieses Jahres Wissenschaftler präsentierten Innovation, die diese Technologie fördern können, ein paar Lichtjahre Voraus.

In einer Studie In Nature Photonics, eine Gruppe von Wissenschaftlern aus Korea entwickelte 3D-Hologramm-Display, die, Ihrer Meinung nach, funktioniert in der 2600-mal besser als jede bestehende ähnliche Technologien. Inzwischen haben Wissenschaftler aus Australien stellten in der Zeitschrift Optica ist ein Miniatur-Gerät, das schafft die hochwertige holographische Bild auf dem Laufenden. Arbeit wurden mit einem Intervall von drei Tagen im letzten Monat.

Holografie — Allgemeines Bereich Wissenschaft und Technik, aber im Kern ist das fotografische Prinzip, das zeichnet das Licht, das vom Objekt diffus. Dann dieses Licht wiedergegeben wird in 3D-Format. Holographie zuerst entwickelt in den 1940er Jahren Ungarisch-britische Physiker Dennis Hafen situiert, erhielt 1971 den Nobelpreis für Physik für seine Erfindung und Entwicklung der holografischen Methode.

Die Meisten Hologramme sind statische Bilder, aber Wissenschaftler arbeiten an dynamischer Systeme für die Reproduktion eine große Menge an Informationen, die in einer 3D-Ansicht.

der Unterschied in der Diffusion

Nehmen Sie die Arbeit von Wissenschaftlern Korean Institute of Science and Technology (KAIST).

Unsere Fähigkeit, dynamische Hologramme hoher Auflösung — erinnern Sie sich an Prinzessin Leia, умоляющую Obi-Wan Kenobi helfen, die Jedi — derzeit beschränkt Modulatoren Wellenfront. Diese Geräte, räumliche Modulatoren Licht oder digitale микрозеркальные Gerät, können Steuern die Richtung der Lichtausbreitung.

Imaging-System mit kurzer Brennweite kann nur ein winziges Bild mit einer breiten Palette anzuzeigen. Und Umgekehrt, das System mit einer größeren Brennweite ein vergrößertes Bild erzeugen kann mit einem sehr engen Bereich. Das beste aus der Technologie des Modulators Wellenfront konnte ein Bild erstellen in der Größe einen Zentimeter mit Betrachtungswinkel von drei Grad.

Dies kann verbessert werden durch die Schaffung von komplexen und umständlichen System mit mehreren räumlichen Modulatoren Licht, zum Beispiel. Aber das Team von KAIST kam zu einer einfacheren Lösung.

«Dieses Problem kann gelöst werden, indem Sie einfach den Diffusor», erklärt Yong Kane Park, Professor der Abteilung für Physik an der KAIST. Da der Diffusor streut das Licht, Bildgröße und Bildwinkel vergrößern mehrere tausend mal. Aber es gibt ein Problem. Diffusor schmiert Licht.

«so verwenden Sie den Diffusor als «holographische Linse, müssen Sie sorgfältig Kalibrieren der optischen Eigenschaften eines jeden Diffusors», sagt Park. «Dazu verwenden wir die «Methode des shapings Wellenfront», das Informationen über die Beziehung zwischen dem eingehenden Licht in den Diffusor und der Blick von ihm».

Park Team gelungen, eine verbesserte dreidimensionale holographische Bild mit einem Blickwinkel von 35 Grad in einem Volumen von 2 x 2 x 2 Zentimeter.

«Verbesserung der Skala, Auflösung und Blickwinkel mit Hilfe unserer Methode leicht skalierbar», betont er. «Da können Sie jede vorhandene entgegenwirkenden Wellenfront, kann er wesentlich zur Verbesserung der Bildqualität auch die beste Modulator, die auf dem Markt erscheint».

Die Erste Sache, die diese Technologie Anwendung finden kann (wenn abgeschlossen) in Projektions-Displays für das Auto oder holographische Projektionen-Schnittstelle des Smartphones, sagt Park. «Hologramme bringen uns neue Erfahrungen mit elektronischen Geräten und können umgesetzt werden mit weniger Pixel als dreidimensionale holographische Displays».

die Optik des neuen Zeitalters

Zur gleichen Zeit der Physik von der Australian National University stellten das Gerät, bestehend aus Millionen von winzigen Silizium-Spalten, jede 500-mal dünner als ein menschliches Haar. Dieses transparente Material ist in der Lage, auf komplexe Manipulation mit Licht, schreiben Sie.

«Unsere Fähigkeit zu strukturieren Materialien auf der nanoskala ermöglicht das erreichen von neuen optischen Eigenschaften, die jenseits der natürlichen Eigenschaften der Materialien», sagt Sergej Kruk, ko-Forschung. «Die Hologramme, die wir gemacht haben, zeigen ein hohes Potenzial dieser Technologie für den Einsatz in verschiedenen Anwendungen».

Wissenschaftler sagen, dass Ihre inspirierten Filme wie «Star Wars». «Wir arbeiten mit denselben physikalischen Prinzipien, die einst begeisterten Science-Fiction-Schriftsteller», sagt Crook. Und fügt hinzu, dass dieses neue Material könnte eines Tages ersetzen plumpe und schwere Linsen und Prismen, die in anderen Anwendungen verwendet werden.

«Mit unserem Material können wir schaffen Komponenten mit den gleichen Funktionen, aber leichter und kleiner. Dies eröffnet völlig neue Anwendungen, beginnend mit der Verringerung bei herkömmlichen KamerasSmartphones und endend mit der Abnahme des Gewichts und der Größe des komplexen optischen Systemen im Weltraum-Satelliten».

Und jetzt über etwas ganz anderes

By the way, über die Entwicklung des Kosmos: kann das Universum sein Hologramm? Was bedeutet das für псевдоголограммы Tupac Shakur? Und für den Rest der lebendigen dreidimensionalen Wesen?

Physik-Theoretiker glauben, dass die relativ neue Theorie in der kosmologie, die besagt, dass das bekannte Universum ist eine Projektion einer zweidimensionalen Realität. Erstmals in den 1990er Jahren die Hypothese im Grunde enthält die Idee, ähnlich wie ein normales Hologramm, wenn ein dreidimensionales Bild codiert in der zweidimensionalen Oberfläche.

Die Befürworter dieser Theorie behaupten, dass es in Einklang zu bringen die beiden großen Theorien in der kosmologie. Die Allgemeine Relativitätstheorie Einsteins erklärt fast alles, was auf den großen Skalen des Universums. Die Quantenphysik beschreibt perfekt die kleinen Dinge: die atomaren und subatomaren Teilchen. Die Arbeit zum Thema holographische Universum wurde veröffentlicht in der Zeitschrift Physical Review Letters.

Die Wissenschaftler verwendeten Daten, die mit Instrumenten lernen die kosmische Mikrowellen-hintergrund (CMB). CMB — das Nachleuchten des Urknalls, der 14 Milliarden Jahre. Sie können sehen CMB in Form eines weißen Rauschens auf das nicht konfigurierte Fernseher.

Forschung hat gezeigt, dass einige einfache quantenfeld Theorien erklären können praktisch alle kosmologischen Beobachtungen des frühen Universums. Und auch diese Arbeit kann dazu führen, dass Arbeits-Theorie der Quantengravitation, die Fusion der Quantenmechanik mit Einsteins Theorie der Gravitation.

«der Schlüssel zum Verständnis der Quantengravitation liegt im Verständnis der Feldtheorie in einer unteren Dimension», sagt Erstautor Ниаеш Афшорди, Professor für Physik und Astronomie an der Universität von Waterloo. «Holographie wie Rosetta Stone, die übersetzung der bekanntesten Theorien ohne Schwerkraft der quantenfelder in unerforschtes Gebiet der Quantengravitation».

Schwierig. Aber nicht Science Fiction.