3D-проекция из пыли: круче, чем голограмма
Голографическая принцесса Лея из культовой космической франшизы "Звездные войны" стала одним из самых впечатляющих моментов в истории как для поклонников фильма, так и для работников киноиндустрии. Ее образ в воздухе проецировал "великий механик" и смешной андроид R2-D2 и, казалось, пройдет еще немного времени и в доме у каждого будет жить святящийся силуэт, похожий на реального человека, который станет интересным собеседником или помощником.
Как бы ни была красива и реальна голограмма, она всего лишь обман зрения, потому что преобразуется из плоского состояния в трехмерную форму благодаря работе нашего мозга. Ученые из университета Рочестера опубликовали доклад в журнале Nature, где рассказали о новых опытах, в ходе которых научились управлять невидимыми частичками в воздухе и создали из них 3D-картинку. Ее разрешение и четкость на порядок выше, чем у любой известной на сегодняшний день голограммы.
А началось все с экспериментов и анализа свойств взвешенных в воздухе частиц - аэрозолей, что представляло огромный интерес для борьбы с загрязнением воздуха. Первые опыты провели еще русские ученые, когда с помощью лазера попытались манипулировать светопоглощающими частицами. Оказалось, что воздушные взвеси или аэрозоли, диаметром меньше микрометра, легко растолкать в пространстве обычным световым пучком, а вместе с ним включаются в работу фотофоретические силы, которые сильней на порядок. Если в отдельных локациях воздуха возникает максимальный фотофорезис, то частицы будут отталкиваться от этих мест. Таким образом, можно создать световые ловушки - так называемые световые "бутылки" - в виде области с минимальным фотофорезисом, окруженной слоем с максимальными значениями фотофорезиса. Тогда даже при низкой концентрации аэрозолей, их можно не только толкать в нужном направлении (очищать воздух подобным образом), но создавать из них трехмерные объекты. А еще проще собрать массив световых "бутылок", каждая из которых захватит по одной микрочастице, после чего станет возможна полноценная манипуляция их скоростью и положением в пространстве.
Американские исследователи быстро подхватили идею русских ученых, но только вместо того чтобы фильтровать небо от грязи, начали азартно печатать в воздухе из светящейся пыли микроскопические динамические трехмерные голограммы бабочек, людей, планеты Земля и своих студентов. Новая технология уверенно переплюнула по реалистичности любые другие известные в мире техники голограмм. Американцы так и назвали способ - "печатай в воздухе и стирай".
Ученые называют новый способ визуализации суперклевым и предлагают для убедительность встать в круг наблюдателям, как только в воздухе появится трехмерное изображение. Оно одинаково естественно будет выглядеть со всех сторон, чего нельзя добиться от обычной голограммы, которая видна только с определенного ракурса.
А еще эту технологию прозвали "объемным дисплеем", ее рождение - качественный сдвиг в науке и жизни, сравнимый с переходом от печати офисных документов в обычном принтере к трехмерной печати запчастей, одежды и домов на 3D-принтере.
Вообщем-то эффект был ожидаем, но сначала ученые боялись вмешательства земного тяготения, которое могло разрушить трехмерную картинку, притянув аэрозоли вниз, но силы лазера оказалось достаточно, чтобы удержать микрочастицы в заданном положении.
В дальнейшем ученые планируют "упаковать" лазерную пушку в небольшую коробочку, по размерам не больше ланч-бокса для школьных завтраков. А если туда удастся впихнуть множество источников лазера, то получится интересный гаджет. Его можно использовать как для повседневных развлечений, так и в работе в качестве медицинского гида с наглядным объяснением анатомии на голограмме человека.