Guardare attraverso uno schermo opaco per immagini più nitide
Catturare immagini attraverso schermi opachi che diffondono la luce è una capacità fondamentale e uno strumento diagnostico essenziale in molte discipline, tra cui la nanotecnologia e le bioscienze. Le tecniche odierne non sono in grado di catturare immagini attraverso schermi opachi che disperdono tutta la luce incidente. Persino uno strato molto sottile di un materiale dispersivo può apparire opaco e celare qualsiasi oggetto che si trovi dietro a esso. Ora, un team di ricerca congiunta proveniente da Italia e Paesi Bassi è riuscito a scattare immagini nitide non-invasive di oggetti nascosti dietro a uno schermo di opacità. Lo studio, che è stato supportato dal Consiglio europeo della ricerca (CER), è stato pubblicato nella rivista Nature. La pelle e altri materiali come la carta e il vetro smerigliato appaiono opachi poiché disperdono la luce. Probabilmente molti ricordano l'immagine della dispersione della luce quando essa colpisce un prisma. Quando la luce colpisce questi materiali opachi essa smette di muoversi su una linea retta e inizia invece a viaggiare lungo una traiettoria imprevedibile e irregolare. Il risultato di questo è che diventa impossibile ottenere una visione chiara degli oggetti che si trovano dietro a questi materiali. Sono stati sviluppati potenti metodi per riprendere immagini attraverso materiali in cui una piccola frazione della luce segue una traiettoria rettilinea. Fino ad oggi, tuttavia, non è stato possibile determinare un'immagine partendo da una luce che era stata completamente dispersa. Nella loro relazione i ricercatori riconoscono il grande progresso compiuto negli ultimi anni grazie a metodi quali il ghost imaging e lo shaping del fronte d'onda. Tuttavia, essi fanno notare che le attuali procedure sono ancora invasive, poiché richiedono che venga collocato un rivelatore o un materiale non-lineare dietro allo schermo dispersivo. La relazione descrive comunque la loro scoperta, ovvero un metodo ottico che permette l'imaging non-invasivo di un oggetto fluorescente completamente nascosto dietro a uno strato opaco dispersivo. I ricercatori, guidati dal dott. Allard Mosk, hanno esaminato l'angolo di un raggio laser che illuminava un diffusore opaco. Allo stesso tempo, un computer registrava la quantità di luce fluorescente che veniva restituita da un minuscolo oggetto nascosto dietro al diffusore. Il dott. Mosk ha sottolineato che, "Mentre l'intensità misurata della luce non può essere usata per formare un'immagine dell'oggetto direttamente, le informazioni necessarie per fare ciò si trovano lì, ma alla rinfusa". "I due giovani scienziati che sono gli autori principali di questa ricerca hanno avuto la brillante idea di scoprire se le informazioni alla rinfusa fossero sufficienti per ricostruire l'immagine; e hanno trovato un modo per farlo", ha aggiunto. Il loro metodo richiede un programma informatico che inizialmente suppone le informazioni mancanti, e quindi mette alla prova e perfeziona la supposizione. Essi sono riusciti a creare un'immagine di un oggetto fluorescente nascosto, come per esempio una tipica cellula che può misurare soltanto 50 micrometri di diametro. I ricercatori sanno che la loro scoperta rappresenta solo l'inizio e si aspettano che questo lavoro porti a nuovi metodi nel campo della microscopia capaci di formare immagini molto nitide in un ambiente altamente dispersivo. Il dott. Mosk fa notare che: "Ciò sarà molto utile nella nanotecnologia. Noi vorremmo portare alla luce strutture che sono nascoste all'interno di ambienti complessi come i circuiti integrati dei computer". I ricercatori sognano inoltre di ampliare il loro metodo per esaminare oggetti sotto la pelle umana. "Ma per il momento - ha detto il dott. Mosk - il nostro metodo è troppo lento per fare ciò". Oltre al supporto ricevuto dal CER, i ricercatori sono stati anche finanziati dall'Organizzazione olandese per la ricerca scientifica (NWO), dalla Fondazione per la ricerca fondamentale sulla materia, dalla Fondazione tecnologica STW e dal Ministero italiano dell'istruzione, dell'università e della ricerca.Per maggiori informazioni, visitare: Università di Twente: http://www.utwente.nl/en/ Consiglio europeo della ricerca: http://erc.europa.eu/
Paesi
Paesi Bassi
