Hologram har upphört att vara bara science fiction

Hologram poppar upp runt om oss. Död länge rapparen Tupac Shakur dök upp på 2012 Coachella music festival. HoloLens från Microsoft är holodeck från Star trek, vilket tillåter användaren att interagera med 3D-objekt i augmented reality. Startups som Holoxica kan skapa tredimensionella hologram av mänskliga organ för medicinsk bildhantering.

Medan vissa av dessa ljus visar inte längre är enkel belysning tricks, de behöver inte göra det till hologram, liknande de som vi såg i filmer som "Star wars". Teknik äkta hologram är fortfarande i sfären av science fiction. Och tidigare i år presenterade forskare innovationer som kan utveckla denna teknik i några ljusår före.

I en studie som publicerades i Nature Photonics, en grupp forskare från Sydkorea har utvecklat en holografiska 3D-display, som, enligt deras uppfattning, fungerar 2600 gånger bättre än någon existerande liknande teknik. Samtidigt är forskare från Australien som redovisas i tidskriften Optica miniatyr enhet, vilket ger högsta kvalitet holografiska bilder hittills. Arbetet publicerades med ett intervall på tre dagar förra månaden.

Holografi — brett område av vetenskap och teknik, men den är baserad på fotografiska princip, som registrerar det spridda ljuset från objektet. Sedan bakgrund av detta återges i 3D-format. Holografi utvecklades först på 1940-talet av den ungersk-Brittisk fysiker Dennis Gabor, som fick Nobelpriset 1971 i fysik för sin uppfinning och utveckling av den holografiska metod.

De Flesta av hologram som presenteras statiska bilder, men forskarna arbetar på ett mer dynamiskt system för reproduktion av en stor mängd information ingår i den 3D-bild.

Skillnaden i spridning

Ta det arbete som utförts av forskare i Korean Institute of science and technology (KAIST).

Vår förmåga att producera en dynamisk hologram av hög upplösning — kom ihåg Prinsessan Leia, tiggeri för Obi-WAN Kenobi för att hjälpa Jedi — för närvarande begränsad till modulatorer av vågen framför. Dessa apparater, rumsliga ljus modulatorer eller digital Micromirror device, kan styra riktningen på ljuset förökning.

Imaging System med kort brännvidd kan bara skapa en liten bild med en bred visningsvinkel. Omvänt, ett system med en stor brännvidd kan generera en förstorad bild med ett mycket snävt intervall. Det bästa av teknik av wavefront-modulator för att kunna skapa bilden en centimeter med en vinkel av tre grader.

Detta kan förbättras genom inrättandet av ett komplext och tungrott system med flera rumsliga ljus modulatorer, till exempel. Men laget från KAIST har kommit till en enklare lösning.

"Detta problem kan lösas genom att helt enkelt ansluta diffusor," förklarar Yong Keun, Park, Professor, Institutionen för fysik vid KAIST. Eftersom diffusor sprider ljus, storlek på bilden och betraktningsvinkel kan ökas flera tusen gånger. Men det finns ett problem. Diffusor olja ljus.

"för att använda en diffusor som en "holografisk lins, är det nödvändigt att noga kalibrera den optiska egenskaper för varje diffusor, säger Park. "Vi använder oss av den "metod för att forma den våg fronten", som ger information om förhållandet mellan inloppet till en diffusor med ljus och lämnar honom."

Den Park Team har lyckats med att skapa bättre tredimensionella holografisk bild med en vinkel på 35 grader i en volym av 2 x 2 x 2 cm.

"Förbättringen i storlek, upplösning och vinklar med hjälp av vår metod är lätt att skala", sade han. "Eftersom det kan användas i alla befintliga modulator våg fronten, det kan avsevärt förbättra bildkvaliteten för även de bästa av modulator, som kommer att släppas på marknaden."

Det Första denna teknik kan användas (när den är klar) i projektion visar för bil eller holografiska projektioner av smartphone-gränssnittet, Park säger. "Hologram kommer att ge oss en ny erfarenhet av kommunikation med elektroniska apparater, och kan genomföras med färre pixlar än en tre-dimensionell holografisk skärm".

Optik ny tid

På samma gång, fysiker från Australian national University fram en enhet som består av miljontals små silicon kolumner, varje 500 gånger tunnare än ett mänskligt hårstrå. Denna transparenta material som klarar av komplexa manipulationer av ljus, skrev de.

"Vår förmåga att strukturera material på nanonivå gör det möjligt att nå nya optiska egenskaper utöver de egenskaper hos naturliga material, säger Sergey Kruk -, co-Director för studien. "Hologram, vi gjorde visar att det finns betydande möjligheter med denna teknik för användning i olika tillämpningar."

Forskare säger att de var inspirerade av filmer som "Star wars". "Vi arbetar med samma fysikaliska principer som har legat till grund för science fiction-författare", säger skurk. Han tillägger att detta nya material kan en dag kommer att ersätta den klumpiga och tunga linser och prismor, som används i andra program.

- Med vårt material kan vi skapa komponenter med samma funktionalitet, men det är enklare och mindre. Detta öppnar upp helt nya programmet, som börjar med den minskning av kameror i den vanligasmartphones för att minska storlek och vikt komplicerade optiska system i rymden satelliter".

Och nu om något annat

Förresten, om utforskning av rymden: kan universum vara ett hologram? Vad betyder detta för pseudohalogens av Tupac Shakur? Och för resten av den levande tre-dimensionella varelser?

Teoretiska Fysiker tror att en relativt ny teori inom kosmologin som säger att universum är en projektion av den två-dimensionella verkligheten. Först lanserade på 1990-talet hypotesen i sig innehåller den tanken liknar en vanlig hologram, då en tre-dimensionell bild som kodas i en två-dimensionell yta.

Förespråkarna för denna teori menar att det kan förena de två stora teorier inom kosmologin. Den Allmänna relativitetsteorin förklarar nästan allt som händer på stora Universum. Kvantfysik beskriver perfekt små saker: atomära och subatomära partiklar. Arbete på temat holographic Universe publicerades i tidskriften Physical Review Letters.

Forskare används för uppgifter som erhållits med instrument för att studera den kosmiska bakgrundsstrålningen (CMB). CMB — detta är efterglöden av Big Bang, som är 14 miljarder år gamla. Du kan se CMB-i form av vitt brus på TV är inte konfigurerad.

Den Studie visade att några enkla kvantfältteorier kan förklara nästan alla kosmologiska observationer av det tidiga Universum. Och även detta arbete kan leda till uppkomsten av en fungerande teori av quantum gravity, slå samman kvantmekaniken med Einsteins teori för gravitation.

"Nyckeln till förståelse quantum gravity ligger i att förstå fältteori i en lägre dimension", säger huvudförfattaren Niaes Afshordi, Professor i fysik och astronomi vid University of Waterloo. "Holografi som Rosetta stone, översättning av den berömda kvantfältteorier utan allvar i det outforskade territorium, av quantum gravity".

Svårt. Men det är inte fiction.