Behzad AZ
06-23-2010, 08:00 AM
http://khabaronline.ir/images/position1/2010/2/dn18445-1_300.jpg
ديدن اجسام از پشت موانع، يكي از آرزوهاي بشر در طول تاريخ محسوب مي*شود. به تازگي فيزيك*دانان موفق شده*اند با پيش*بيني الگوي پراكندگي پرتوهاي نور عبوري از مواد مات، تصوير اجسام پشت آنها را بازسازي كنند.
بهنوش خرم*روز: شايد فكر كنيد فناوري تازه رويت اجسام از پشت اجسام كدر همان استفاده از پرتوهاي ايكس باشد، اما اين طور نيست. اين روش، راه تازه*اي است كه براي انتقال تصاوير ساده از ميان اشيا كدر با استفاده از نور معمولي پيدا شده است. فيزيكدانان از اين روش براي انتقال تصوير از ميان شيشه*اي كه با رنگ پوشانده شده استفاده مي*كنند.
هر جسمي يا شفاف است، يا كدر محسوب مي*شود،* يعني ما نمي*توانيم از پشتش چيزي ببينيم؛ و يا كمي مات است و مي*تواند بعضي نورها را از خود عبور بدهد. با اين حال،* نور هنگام عبور از شبكه*بندي اتمي اين مواد مات، پراكنده مي*شود و فيزيكدانان معتقدند همين مسئله،* نكته كاربردي براي ديدن اشيا از پشت اجسام كدر است.
به گزارش نيوساينتيست (http://www.newscientist.com/article/dn18445-superman-vision-penetrates-opaque-glass.html)، در سال 2007/ 1386 آزمايشي براي تمركز نور و عبور آن از پوست تخم*مرغ و دندان انسان ترتيب داده شد كه نشان داد چنين كاري عملي نيست. اما اين بار فيزيكداني به نام سيلوين گيگان با همكارانش در موسسه فيزيك و شيمي صنعتي پاريس،* موفق شده براي اولين بار تصاوير ساده را از اجسام كدر عبور دهد به طوري كه در طرف ديگر بتوان تصوير را ديد.
رسيدن به تصوير
اين گروه با معكوس كردن فرايند پراكنده شدن نور،* توانستند از نوري كه از لايه*هاي رنگي و كدر عبور كرده بود، تصوير را بازسازي كنند. فرايند پراكندگي نور پيچيده است، *اما پيش*بيني*پذير هم هست،* چون يك موج نوري مشخص هميشه يكسان پراكنده مي*شود.
نحوه*اي كه هر شي نور را پراكنده مي*كند به عنوان ماتريس انتقال آن شي شناخته مي*شود. به گفته گيگان، اگر لايه رنگ را به عنوان يك ماز براي نور در نظر بگيريم،* آن وقت مي*توان ماتريكس انتقال شي را به صورت نقشه در نظر گرفت.
گروه گيگان با 1000 بار تاباندن باريكه*هاي ليزر ضعيف،* توانستند ماتريكس انتقال شيشه رنگ*شده خودشان را به دست بياورند،* بدين صورت كه شكل باريكه ليزر را هر بار با استفاده از يك تعديل*كننده نور فاصله*اي تغيير مي*دادند.
تعديل*كننده نور فاصله*اي همان دستگاهي است كه براي كنترل نور خروجي ويدئو پروژكتور به كار مي*رود. در طرف ديگر شيشه كدر هم يك دوربين* ديجيتال الگوهاي متفاوت پراكندگي نوري كه در هر زمان توليد مي*شود را تشخيص مي*دهد. با مقايسه آن*چه دوربين با اعمال تغييرات روي باريكه ليزر مي*بيند، ماتريكس انتقال شي با رنگي كه دارد محاسبه مي*شود.
تصوير نامرئي
بدين ترتيب،* اگر يك تصوير ساده به شيشه رنگي تابانده شود، يك فرد عادي مي*تواند تنها درخششي را در آن حس كند. اما با دانستن ماتريس انتقال، اين گروه مي*توانند كد رد كم*نور و نامشخصي كه به دوربين ديجيتال مي رسد را شناسايي كنند و به تصوير مورد نظر برسند.
گيگان در اين مورد مي*گويد: « وقتي ماتريس انتقال شناخته شده باشد، بازسازي تصوير به سرعت عملي مي*شود. بدين ترتيب ما مي*توانيم به تصويري را كيفيت برسيم.»
با اين حال تصاويري كه در اين آزمايش*ها مورد استفاده قرار گرفتند بسيار ساده بودند و هنوز تا رسيدن به امكان انتقال تصاوير جالب زمان زيادي مانده است. تصاوير به كار رفته 256 پيكسلي بودند و با بالا بردن پيكسل*ها،* كيفيت تصوير بازسازي شده به سرعت كاهش مي*يابد چون نسبت سيگنال به نويز كاهش مي*يابد. با اين وجود به گفته گيگان هنوز جا براي پيشرفت با مطالعات بيشتر در اين زمينه وجود دارد.
كساني كه آزمايش 2007/ 1386 را ترتيب داده بودند، الارد موسك و همكارش ولكوپ در هلند، بسيار تحت تاثير نتايج اين مطالعه قرار گرفته*اند. آن*ها مي*گويند:* » ما مي*توانيم ببينيم كه اين مطالعه آغاز راهي بلند و جذاب است.» موسك هم در تاييد نظر گيگان مي*گويد: « با اين كه در حال حاضر اين تكنيك براي تصاوير 256 پيكسلي جواب مي*دهد،* اما گروه*هاي ديگر در سراسر جهان مي*توانند با الهام از اين كار تصاوير بزرگ*تر و پيچيده*تري را از اجسام كدر عبور بدهند.»
ديدن اجسام از پشت موانع، يكي از آرزوهاي بشر در طول تاريخ محسوب مي*شود. به تازگي فيزيك*دانان موفق شده*اند با پيش*بيني الگوي پراكندگي پرتوهاي نور عبوري از مواد مات، تصوير اجسام پشت آنها را بازسازي كنند.
بهنوش خرم*روز: شايد فكر كنيد فناوري تازه رويت اجسام از پشت اجسام كدر همان استفاده از پرتوهاي ايكس باشد، اما اين طور نيست. اين روش، راه تازه*اي است كه براي انتقال تصاوير ساده از ميان اشيا كدر با استفاده از نور معمولي پيدا شده است. فيزيكدانان از اين روش براي انتقال تصوير از ميان شيشه*اي كه با رنگ پوشانده شده استفاده مي*كنند.
هر جسمي يا شفاف است، يا كدر محسوب مي*شود،* يعني ما نمي*توانيم از پشتش چيزي ببينيم؛ و يا كمي مات است و مي*تواند بعضي نورها را از خود عبور بدهد. با اين حال،* نور هنگام عبور از شبكه*بندي اتمي اين مواد مات، پراكنده مي*شود و فيزيكدانان معتقدند همين مسئله،* نكته كاربردي براي ديدن اشيا از پشت اجسام كدر است.
به گزارش نيوساينتيست (http://www.newscientist.com/article/dn18445-superman-vision-penetrates-opaque-glass.html)، در سال 2007/ 1386 آزمايشي براي تمركز نور و عبور آن از پوست تخم*مرغ و دندان انسان ترتيب داده شد كه نشان داد چنين كاري عملي نيست. اما اين بار فيزيكداني به نام سيلوين گيگان با همكارانش در موسسه فيزيك و شيمي صنعتي پاريس،* موفق شده براي اولين بار تصاوير ساده را از اجسام كدر عبور دهد به طوري كه در طرف ديگر بتوان تصوير را ديد.
رسيدن به تصوير
اين گروه با معكوس كردن فرايند پراكنده شدن نور،* توانستند از نوري كه از لايه*هاي رنگي و كدر عبور كرده بود، تصوير را بازسازي كنند. فرايند پراكندگي نور پيچيده است، *اما پيش*بيني*پذير هم هست،* چون يك موج نوري مشخص هميشه يكسان پراكنده مي*شود.
نحوه*اي كه هر شي نور را پراكنده مي*كند به عنوان ماتريس انتقال آن شي شناخته مي*شود. به گفته گيگان، اگر لايه رنگ را به عنوان يك ماز براي نور در نظر بگيريم،* آن وقت مي*توان ماتريكس انتقال شي را به صورت نقشه در نظر گرفت.
گروه گيگان با 1000 بار تاباندن باريكه*هاي ليزر ضعيف،* توانستند ماتريكس انتقال شيشه رنگ*شده خودشان را به دست بياورند،* بدين صورت كه شكل باريكه ليزر را هر بار با استفاده از يك تعديل*كننده نور فاصله*اي تغيير مي*دادند.
تعديل*كننده نور فاصله*اي همان دستگاهي است كه براي كنترل نور خروجي ويدئو پروژكتور به كار مي*رود. در طرف ديگر شيشه كدر هم يك دوربين* ديجيتال الگوهاي متفاوت پراكندگي نوري كه در هر زمان توليد مي*شود را تشخيص مي*دهد. با مقايسه آن*چه دوربين با اعمال تغييرات روي باريكه ليزر مي*بيند، ماتريكس انتقال شي با رنگي كه دارد محاسبه مي*شود.
تصوير نامرئي
بدين ترتيب،* اگر يك تصوير ساده به شيشه رنگي تابانده شود، يك فرد عادي مي*تواند تنها درخششي را در آن حس كند. اما با دانستن ماتريس انتقال، اين گروه مي*توانند كد رد كم*نور و نامشخصي كه به دوربين ديجيتال مي رسد را شناسايي كنند و به تصوير مورد نظر برسند.
گيگان در اين مورد مي*گويد: « وقتي ماتريس انتقال شناخته شده باشد، بازسازي تصوير به سرعت عملي مي*شود. بدين ترتيب ما مي*توانيم به تصويري را كيفيت برسيم.»
با اين حال تصاويري كه در اين آزمايش*ها مورد استفاده قرار گرفتند بسيار ساده بودند و هنوز تا رسيدن به امكان انتقال تصاوير جالب زمان زيادي مانده است. تصاوير به كار رفته 256 پيكسلي بودند و با بالا بردن پيكسل*ها،* كيفيت تصوير بازسازي شده به سرعت كاهش مي*يابد چون نسبت سيگنال به نويز كاهش مي*يابد. با اين وجود به گفته گيگان هنوز جا براي پيشرفت با مطالعات بيشتر در اين زمينه وجود دارد.
كساني كه آزمايش 2007/ 1386 را ترتيب داده بودند، الارد موسك و همكارش ولكوپ در هلند، بسيار تحت تاثير نتايج اين مطالعه قرار گرفته*اند. آن*ها مي*گويند:* » ما مي*توانيم ببينيم كه اين مطالعه آغاز راهي بلند و جذاب است.» موسك هم در تاييد نظر گيگان مي*گويد: « با اين كه در حال حاضر اين تكنيك براي تصاوير 256 پيكسلي جواب مي*دهد،* اما گروه*هاي ديگر در سراسر جهان مي*توانند با الهام از اين كار تصاوير بزرگ*تر و پيچيده*تري را از اجسام كدر عبور بدهند.»