不透明な物体を通過して反対側に映像を投影できる非破壊ビーム
credit:Allard Mosk/Matthias Kuhmayer
 白い砂糖をよく見てみれば、透けているようで透けていない。半透明だ。その理由は、中に進入した光が散乱してしまうからだ。

 しかしオーストリア、ウィーン工科大学とオランダ、ユトレヒト大学の合同グループは、この法則が当てはまらないビームを開発してしまった。

 そのビームは不規則な物体に進入しても、弱まることはあっても散乱してしまうことはない。そのまま反対側へと突き抜け、入ったときと同じパターンで脱出する。

 この性質を利用すれば、普通なら光を遮ってしまう物体越しでも、映像を投影することができるという。
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光の散乱効果を分析

 揺れ動く水面を広がる波は、その形状を無限に変化させる。波の性質を持つ光もまた同じこと。不規則な物体の中を通過すれば、その波形は無限に変化してしまう。

 『Nature Photonics』(4月8日付)に掲載された研究では、そうした光の散乱効果を記述する数的モデルを構築し、これによって物体の中で乱れてしまった光波を分析している。

 たとえば「酸化亜鉛」というナノ粒子がランダムに並んだ半透明の物質がある。その粉で幕を作り、その後ろに検出器を設置した上で、特定の光を照射。検出器がとらえた光を数的モデルで分析する。

 すると粉によって散乱しているのに、まるでそこに何もないかのように幕を通過してしまう光波があることが判明したのだ。
酸化亜鉛のナノ粒子
酸化亜鉛のナノ粒子 photo by iStock

散乱不変光モード

 その光波を研究グループは、「散乱不変光モード(scattering-invariant light mode)」と呼んでいる。

 これは物体を通過する際に減衰して弱くなってしまうものの、光の波形自体はほとんど変わることなく反対側へと脱出することができる。

 散乱不変光モードは特別な光だが、理論上、光波の形は無限にあるのだから、ほかにもたくさん見つけられる。あとは、これらを正しく束ねてやればいい。

 こうすることで、いくつかの制限はあるものの、物体に干渉されることなく反対側に映像を投影することができるようになる。

 たとえば今回の研究では、北斗七星の映像を照射し、酸化亜鉛の幕越しにまったく同じ映像を投影することに成功している。
不透明な物体を通過して反対側に映像を投影できる非破壊ビーム
credit:Allard Mosk/Matthias Kuhmayer

まったく新しい非破壊検査

 散乱不変光モードは、まったく新しい非破壊検査として応用できるそうだ。

 非破壊検査というとパッと思い浮かぶのは、病院で利用されているレントゲン写真だ。これは波長が短いX線を使って皮膚を貫通させている。

 しかし光が物体を貫通するかどうかは、波長だけでなく、波形も関係している。物体を通過しても波形に影響が出ないビームなら、細胞の奥深くにまで光を届かせられるようになるとのことだ。

References:Indestructible Light Beam: Special Light Waves Created That Can Penetrate Even Opaque Materials/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 08:56
  • ID:fKxG4bQN0 #

メトロイドのウェイブビームかな?

2

2. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 09:01
  • ID:302QLRry0 #

応用範囲が地味に広そう

3

3. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 09:03
  • ID:X3CnHJuc0 #

北斗七星の映像を照射をなぜか北斗神拳の映像と間違えてしまった

4

4. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 09:20
  • ID:Ro6FpZWG0 #

よし、意味がわからない。

5

5. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 09:27
  • ID:LVD4MJP70 #

なるほど、スタートレックのボーグが光学兵器に適応してしまえるのは、この仕組みを逆に応用しているのか。

6

6. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 09:30
  • ID:T0wyOo5E0 #

うーん、理解できない。
屈折率が低ければ散乱は減るから空気がもやっていても赤外線では遠くの山が見えたりするようなことかなぁ。
それとも光には粒子の性質と波の性質があって、例えばサイン波の形でなく、矩形波の形ならうまく透過するってこと?矩形波って複数の波の合成なんだけどこういう合成ができるようになったからそういうモードが作れるようになった?

バカな私にわかるようにもうちょっとかみ砕いて教えてちょ?>識者

7

7. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 09:31
  • ID:Ax.kk.OR0 #

貫通するブラウン管テレビ

8

8. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 10:37
  • ID:rPvGNzaZ0 #

なるほど。わからん

9

9. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 10:51
  • ID:s8YGVtMR0 #

体内に浸透できるならひょっとしてガン治療とかにも応用できる?
2重スリット実験までついてくのがやっと

10

10. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 11:27
  • ID:JnEg0O.00 #

メメタァ

11

11. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 12:49
  • ID:Y2UfnD6E0 #

難しいけど屈折率を無効化できるって事?
これがメタマテリアルの発見や光学迷彩の性能向上にも使えそうでワクワクするね

12

12. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 12:52
  • ID:Y.4ZbuyM0 #

※3
うっかり横に余計な星を写してしまって死兆星がry)

13

13. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 12:53
  • ID:BcAU779z0 #

通信にも応用できるんかな?

14

14. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 12:53
  • ID:Y.4ZbuyM0 #

これは、「壁に激突した際に壁を通り抜ける確率は0ではない」ってやつをビームで実現したのか?

15

15. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 13:02
  • ID:iQzyHYO50 #

散乱不変光モード!
非破壊ビーム!!(ビビビビ)

16

16. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 13:24
  • ID:fO8eeWKk0 #

この光と鏡はどっちのほうが強いのかな?

17

17. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 13:25
  • ID:8Ceyo1cs0 #

>>15
「ぐわあぁぁやられ……て、ない…?」

18

18. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 13:37
  • ID:7eLzu8vp0 #

え、怖っ…。
家の中に居ようがビームが身体を狙いとか怖過ぎる。人工衛星を飛ばしてぇのサーチデストロイは怖過ぎる。

せめて、対人兵器じゃない事を祈る。
例えば、深海や宇宙の景色を細かく見るとか…そう言うのがいいな。

19

19. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 14:37
  • ID:VzcO.4ht0 #

>>3
北斗神拳の天破活殺に見えてきた

20

20. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 18:35
  • ID:u1pMfbn.0 #

地味にノーベル賞級の発見?

21

21. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 22:09
  • ID:JlHmTV0h0 #

X線回析測定みたいなやつかな

22

22. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 22:10
  • ID:M3gyJQ1J0 #

リンク先に行ったら「内容知りたきゃ金払え」ってな感じになっていて、どこにもここ以上の情報はなかったが
この話自体はウィーン工科大学から少なくとも4年前には発表されていたから、この度満を辞してまとめた論文が出来上がったということなのかしら

23

23. 匿名処理班

  • 2021年04月16日 22:33
  • ID:ETeTcC400 #

よく理解できないけどこの新技術は服が透けて見えるメガネに関係があるかどうかだけは確認しておきたいと強く思う

24

24. 匿名処理班

  • 2021年04月17日 10:53
  • ID:SsaEHlKr0 #

Γ線レーザーか
ジェネシスが作れるな

25

25. 匿名処理班

  • 2021年04月17日 15:21
  • ID:U.h8GbJo0 #

本当ならエバネッセント波どころではないんですが、どうなんでしょ?

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