新しい「ホログラム」デバイスが粒子を浮上させて薄い空気で3Dオブジェクトを作成

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目を閉じて、ホログラムを描きます。しばらく頭に抱えて、目を開けて読み続けてください。

準備はいい?

画像はどのように見えましたか?推測は次のとおりです。青い空にちらつく画像が薄い空気に投影され、どの角度からでも見ることができます。「スターウォーズ」映画のホログラムに少し似ています。 (「オビ=ワン・ケノービを助けて!あなたは私の唯一の希望です!」)

ただし、現実の世界では、ホログラムを見るのは、物理的な物体を見るのとあまり似ていません。レーザーを使用して、プラスチックやガラスのシートなどの媒体に画像を投影する必要があります。これは、光を曲げて反射するため、画像が3次元で表示されます。しかし、それらは、視聴者の目が投影レーザーのほぼ真向かいにあるかなり狭い視野にある場合にのみ機能します。 (HowStuffWorksは、この種のシステムについてかなり良い説明をしています。)

しかし今、ブリガムヤング大学の研究者チームは、ホログラムのような、しかしステロイドに関する、本当に彫刻のような3次元画像を作成する新しいデバイスを開発しました。 1月24日にNature誌に掲載された論文に記載されている「Optical Trap Display」(OTD)からの投影は、真のホログラムよりもレイア姫のイメージによく似ています。

OTDは、光泳動光トラップと呼ばれる奇妙な技術を利用しています。これにより、研究者は小さな粒子を浮上させ、空中を操縦することができます。光学トラップは「ほとんど見えない」光のビームで粒子に当たると研究者たちは書いている。 (光の波長は405ナノメートルで、人間が知覚できる範囲の最下端に​​あります。)

その光は片側の粒子を加熱します-5から100マイクロメートル(典型的なバクテリアのサイズの10分の1から平均的な人間の髪の毛の直径より少し大きい範囲)のセルロースの斑点。不均一な加熱は粒子に作用する力を生み出し、粒子を高温側から低温側に移動させます。次に、パーティクルは小さなエンジンのように動作し、加熱された側を指す方向とは反対の方向にジップします。

この方法を使用して、チームは粒子の動きを1時間あたり最大1,827ミリメートル/秒(71.9インチ/秒、または約4.1 mph)の速度で一度に正確に制御することができました。

粒子が閉じ込められると、チームは移動するときに、異なる色のレーザーで粒子を攻撃しました。パーティクルが十分に速く動くと、カメラや人間の目から見た空間全体にその色と光を塗りつけ、完全に3Dのオブジェクトのような錯覚を作成できます。

そして効果は強力です。チームはOTDを使用して、どの角度からでも見える高解像度のフルカラー画像を作成しました。

この画像は、実際のプリズムのように、さまざまな角度から見たときにまったく異なって見えたプリズムを示しています。

(画像クレジット:ブリガムヤング大学/自然)

そして、これは長いコートを着た人を示しており、縮小版はプロジェクターのセットアップを示しています。

(画像クレジット:ブリガムヤング大学/自然)

研究者たちは、この記事の上部にある人間の腕の小さなモデルのように、他のオブジェクトを包み込む軽い彫刻を構築することもできました…

もちろん、他のテクノロジーと同様に、OTDにも制限があります。粒子の最高速度は、OTDが生成できる画像のサイズと複雑さを制限し、現在のバージョンは、レーザーの反対側の表面に軽い「スプラッシュ」を作成します。

研究者たちが書いた次のステップは、さまざまな種類の粒子を使用することです。一度に複数の粒子を操作します。そして、これらの問題の少なくともいくつかを解決するためにレーザーの焦点を改善する。

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