Голограммы закончили быть лишь научной фантастикой

    Голограммы все почаще рождаются вокруг нас. Издавна погибший рэпер Тупак Шакур возник в 2012 году на музыкальном фестивале Coachella. HoloLens от Microsoft пробует повторить голодек из «Звездного пути», позволив юзеру вести взаимодействие с 3D-объектами в дополненной действительности. Стартапы вроде Holoxica умеют производить трехмерные голограммы человечьих органов с целью клинической визуализации.

    В то время как только некие из этих световых шоу уже и не являются примитивными световыми трюками, они пока что и не дотягивают перед началом голограмм по типу тамошних, что мы лицезрели в фильмах вроде «Звездных войн». Технологии настоящих голограмм пока что остаются в области научной фантастики. И вот сначала сего года ученые предположили инновации, кои умеют продвинуть эту технологию на пару световых лет вперед.

    В изучении, размещенном в Nature Photonics, группа ученых из Кореи разработала 3D-голографический экран, который, по них воззрению, ишачит в 2600 раз предпочтительнее, чем любые имеющиеся подобные технологии. Меж тем самым ученые из Австралии предположили в журнальчике Optica маленькое прибор, которое образовывает самые высококачественные голографические изображения на сегодня. Работы были размещены с промежутком в три денька в минувшем месяце.

    Голография — широкая область науки и техники, однако в ее базе покоится фотографический принцип, который записывает свет, растерянный от объекта. Потом этот свет воспроизводится в 3D-формате. Голографию в первый раз разработал в 1940-х годах венгеро-британский физик Деннис Гарбор, получивший Нобелевскую премию 1971 года по физике за свое изобретение и разработку голографического способа.

    Большая часть голограмм представлены статичными изображениями, однако ученые ишачят над наиболее оживленными системами для воспроизводства множества инфы, заключенной в 3D-изображении.

    Разница в диффузии

    Возьмем работу, проделанную учеными Корейского колледжа науки и технологий (KAIST).

    Наша способность осуществлять динамические голограммы высочайшего разрешения — вспомяните принцессу Лею, умоляющую Оби-Ван Кеноби посодействовать джедаям — в полноценное время ограничена модуляторами волнового фронта. Эти прибора, пространственные модуляторы света либо цифровые микрозеркальные прибора, умеют держать под контролем направление распространения света.

    Система формирования изображений с коротеньким фокусным расстоянием может сделать лишь крохотное изображение с обширным спектром просмотра. И напротив, система с наибольшим фокусным расстоянием может сгенерировать увеличенное изображение с максимально узеньким спектром. Оптимальная из технологий модулятора волнового фронта сумела сделать изображение размером в один сантиметром с углом обзора в три градуса.

    Это же можно оптимизировать за счет сотворения всеохватывающей и массивной системы с внедрением пары пространственных модуляторов света, к примеру. Однако команда из KAIST пришла к наиболее примитивному решению.

    «Эту неурядицу можно решить, ординарно подключив диффузор», поясняет Йонг Кейн Парк, доктор отделения физики в KAIST. Так как диффузор рассеивает свет, объем изображение и угол обзора можно прирастить в несколько тыщ раз. Однако существуют неполадка. Диффузор смазывает свет.

    «Чтобы применять диффузор как только «голографическую линзу, надо подробно откалибровать оптические параметры каждого диффузора», разговаривает Парк. «Для сего мы используем «метод шейпинга волнового фронта», который предоставляет информацию о взаимоотношениях меж входящим в диффузор светом и выходящим из него».

    Команде Парка удалось сделать улучшенное трехмерное голографическое изображение с углом обзора 35 градусов в объеме 2 х 2 х 2 сантиметра.

    «Улучшение масштаба, разрешения и углов обзора при помощи нашего способа не сложно масштабируется», помечает он. «Поскольку его можно применить к хоть какому существующему модулятору волнового фронта, он может значительно оптимизировать качество отображения даже самого наилучшего модулятора, который выйдет на рынок».

    Сперва эта разработка может определить применение (когда будет завершена) в проекционных мониторах для седана либо голографических проекций интерфейса телефона, разговаривает Парк. «Голограммы принесут нам новейший эксперимент общения с электрическими приборами, и них можно будет распродать с наименьшим количеством пикселей, чем трехмерный голографический дисплей».

    Оптика новейшей эры

    В то же время физики из Австралийского государственного вуза предположили прибор, состоящее из миллионов крохотных кремниевых столбцов, каждый в 500 раз тоньше людского волоса. Этот прозрачный материал в силах на сложноватые манипуляции со светом, пишут они.

    «Наша способность структурировать материалы на наноуровне дозволяет достигнуть новеньких оптических качеств, выходящих за рамки качеств природных материалов», разговаривает Сергей Крук, соруководитель научные исследования. «Голограммы, кои мы создали, показывают изрядный потенциал данной технологии для пользования в разнообразных приложениях».

    Ученые рассказывают, что них побуждали киноленты вроде «Звездных войн». «Мы работаем с теми самыми же физическими принципами, кои когда-то побуждали писателей-фантастов», разговаривает Крук. И прибавляет, что этот новейший материал в один прекрасный момент может поменять неповоротливые и томные линзы и призмы, кои употребляются в остальных применениях.

    «С нашим материалом мы можем сделать ингридиенты с той самой же функциональностью, однако легче и все меньше. Это же раскрывает совсем новейшие внедрения, начиная с уменьшения фотокамер в обыкновенных телефонах и заканчивая уменьшением веса и объема сложноватых оптических систем в галлактических спутниках».

    А уж сейчас совсем об альтернативном

    К слову, о освоении космоса: может ли Вселенная быть голограммой? Что это же значит для псевдоголограммы Тупака Шакура? А уж для других живых трехмерных созданий?

    Физики-теоретики полагают, что следили подтверждения в поддержку относительно новейшей теории в космологии, которая утверждает, что популярная Вселенная является проекцией двухмерной действительности. В первый раз выдвинутая в 1990-х годах догадка в собственной базе содержит идею, похожую на стандартную голограмму, когда трехмерное изображение закодировано в двумерной поверхности.

    Сторонники данной теории говорят, что она может примирить две заглавные теории в космологии. Общественная теория относительности Эйнштейна поясняет многие происходящее на больших масштабах Вселенной. Квантовая физика красиво определяет маленькие вещи: атомные и субатомные крупицы. Работа на тематику голографической Вселенной существовала размещена в журнальчике Physical Review Letters.

    Ученые приименяли заданные, приобретенные с инструментов, исследующих галлактический микроволновый фон (CMB). CMB — это же послесвечение Немалого Взрыва, которому 14 млрд лет. Вы сможете узреть CMB в образе белоснежного шума на и не настроенном телеке.

    Изучение продемонстрировало, что несколько простейших теорий квантового поля умеют растолковать почти все космологические наблюдения ранешней Вселенной. И а также эта работа может привести к возникновению рабочей теории квантовой гравитации, слияния квантовой механики с эйнштейновской теорией гравитации.

    «Ключ к осознанию квантовой гравитации покоится в осознании теории поля в одном нижнем измерении», разговаривает ведущий создатель Ниаеш Афшорди, доктор физики и астрономии в Институте Ватерлоо. «Голография как только Розеттский валун, перевод заведомых теорий квантовых полей без гравитации в неизведанные местности самой квантовой гравитации».

    Мудрено. Однако уже и не фантастика.