Zamknij na chwilę oczy i wyobraź sobie hologram. Przytrzymaj go przez chwilę w głowie, a następnie otwórz oczy i czytaj dalej.
Gotowy?
Jak wyglądał obraz? Oto przypuszczenie: niebieski, migoczący obraz, wyświetlany na cienkim powietrzu, widoczny pod dowolnym kątem - trochę jak hologramy z filmów „Gwiezdnych wojen”. („Pomóż mi Obi-Wan Kenobi! Jesteś moją jedyną nadzieją!”)
Jednak w prawdziwym świecie patrzenie na hologram nie przypomina patrzenia na przedmiot fizyczny. Do rzutowania obrazu na jakiś nośnik, np. Arkusz plastiku i szkła, należy użyć laserów, które wyginają i odbijają światło, dzięki czemu obraz wydaje się trójwymiarowy dla widza. Ale działają tylko wtedy, gdy oko widza znajduje się w dość wąskiej płaszczyźnie widzenia, prawie bezpośrednio naprzeciwko wystających laserów. (HowStuffWorks ma całkiem dobre wyjaśnienie tego rodzaju systemu.)
Teraz jednak zespół naukowców z Uniwersytetu Brigham Young opracował nowe urządzenie, które tworzy prawdziwie rzeźbiarskie, trójwymiarowe obrazy, które są jakby hologramami, ale na sterydach. Projekcje z ich „Optical Trap Display” (OTD), opisane w artykule opublikowanym 24 stycznia w czasopiśmie Nature, zachowują się znacznie bardziej jak ten obraz księżniczki Lei niż jakikolwiek prawdziwy hologram.
OTD wykorzystuje dziwną technologię zwaną fotoforetyczną pułapką optyczną, która pozwala badaczom lewitować małą cząsteczkę i pilotować ją w powietrzu. Naukowcy napisali, że pułapka optyczna uderza cząstkę w wiązkę światła „prawie niewidocznego”. (Światło ma długość fali 405 nanometrów, tuż przy dolnej krawędzi tego, co ludzie mogą dostrzec).
To światło ogrzewa cząsteczkę z jednej strony - plamkę celulozy od 5 do 100 mikrometrów (zakres od jednej dziesiątej wielkości typowej bakterii do nieco większej niż średnica przeciętnego ludzkiego włosa). Naukowcy napisali, że nierównomierne nagrzewanie wytwarza siły działające na cząsteczkę, powodując jej odejście od gorącej strony w kierunku jej chłodnej strony. Cząstka działa wtedy jak mały silnik, ślizgając się w dowolnym kierunku przeciwnym do kierunku, w jaki skierowana jest jego podgrzewana strona.
Korzystając z tej metody, zespół był w stanie precyzyjnie kontrolować ruchy cząstki z prędkością do 1827 milimetrów na sekundę (71,9 cali na sekundę lub około 4,1 mil na godzinę) przez wiele godzin.
Po uwięzieniu cząstki zespół uderzył ją laserem o różnych kolorach podczas ruchu. Gdy cząstka porusza się wystarczająco szybko, może rozmazać ten kolor i światło w przestrzeni z perspektywy kamery lub ludzkiego oka, tworząc iluzję obiektu w pełni 3D.
A efekt jest potężny. Korzystając z OTD, zespół stworzył kolorowe obrazy o wysokiej rozdzielczości, które można oglądać pod dowolnym kątem - choć zajmowały one głównie niewielką objętość, zaledwie kilka centymetrów (cal lub dwa) z każdej strony.
Ten obraz pokazuje pryzmat, który wyglądał zupełnie inaczej, gdy był widziany pod różnymi kątami, zupełnie jak prawdziwy pryzmat.
A ten pokazuje osobę w długim płaszczu, z pomniejszoną wersją pokazującą konfigurację projektora.
Naukowcom udało się nawet zbudować lekkie rzeźby, które owijały się wokół innych obiektów, takich jak mały model ludzkiego ramienia u góry tego artykułu…
Oczywiście, jak każda technologia, OTD ma swoje ograniczenia. Najwyższa prędkość cząsteczki ogranicza rozmiar i złożoność obrazów, które może wygenerować OTD, a obecna wersja wytwarza lekki „plusk” na powierzchni przeciwległej do laserów.
Naukowcy napisali, że następnym krokiem jest próba użycia różnych rodzajów cząstek; pracować z wieloma cząsteczkami jednocześnie; oraz w celu poprawy skupienia laserów w celu rozwiązania przynajmniej niektórych z tych problemów.
