Schließen Sie für einen Moment die Augen und stellen Sie sich ein Hologramm vor. Halten Sie es für einen Moment in Ihrem Kopf, öffnen Sie dann Ihre Augen und lesen Sie weiter.
Bereit?
Wie sah das Bild aus? Hier eine Vermutung: Ein blaues, flackerndes Bild, auf dünne Luft projiziert, aus jedem Winkel sichtbar - ein bisschen wie die Hologramme aus den "Star Wars" -Filmen. ("Hilf mir, Obi-Wan Kenobi! Du bist meine einzige Hoffnung!")
In der realen Welt ist das Betrachten eines Hologramms jedoch weniger mit dem Betrachten eines physischen Objekts vergleichbar. Laser müssen verwendet werden, um das Bild auf ein Medium wie eine Plastik- und Glasscheibe zu projizieren, die das Licht biegt und reflektiert, damit das Bild für den Betrachter dreidimensional erscheint. Sie funktionieren jedoch nur, wenn sich das Auge des Betrachters in einer ziemlich engen Sichtfläche befindet, fast direkt gegenüber den vorspringenden Lasern. (HowStuffWorks hat eine ziemlich gute Erklärung für diese Art von System.)
Jetzt hat jedoch ein Forscherteam der Brigham Young University ein neues Gerät entwickelt, das wirklich skulpturähnliche, dreidimensionale Bilder erzeugt, die wie Hologramme aussehen, jedoch auf Steroiden. Projektionen von ihrem "Optical Trap Display" (OTD), beschrieben in einem Artikel, der am 24. Januar in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, verhalten sich viel mehr wie das Bild von Prinzessin Leia als echte Hologramme.
Das OTD nutzt eine seltsame Technologie, die als photophoretische optische Falle bezeichnet wird und es Forschern ermöglicht, ein kleines Teilchen zu schweben und es durch die Luft zu steuern. Die optische Falle trifft das Teilchen mit einem Strahl "nahezu unsichtbaren" Lichts, schrieben die Forscher. (Das Licht hat eine Wellenlänge von 405 Nanometern, genau am unteren Rand dessen, was Menschen wahrnehmen können.)
Dieses Licht erwärmt das Partikel auf einer Seite - einem Zellulosefleck zwischen 5 und 100 Mikrometern (ein Bereich zwischen einem Zehntel der Größe eines typischen Bakteriums und etwas mehr als dem Durchmesser eines durchschnittlichen menschlichen Haares). Die ungleichmäßige Erwärmung erzeugt Kräfte, die auf das Teilchen wirken, schreiben die Forscher, wodurch es sich von der heißen Seite zu seiner kühlen Seite hin bewegt. Das Partikel wirkt dann wie ein kleiner Motor und reißt in die Richtung, die der Art und Weise entgegengesetzt ist, in der die erhitzte Seite ausgerichtet wird.
Mit dieser Methode war das Team in der Lage, die Bewegungen des Partikels mit Geschwindigkeiten von bis zu 1.827 Millimetern pro Sekunde (71,9 Zoll pro Sekunde oder etwa 4,1 Meilen pro Stunde) stundenlang präzise zu steuern.
Sobald das Partikel eingefangen war, schlug das Team es mit verschiedenfarbigen Lasern, während es sich bewegte. Wenn sich das Partikel schnell genug bewegt, kann es diese Farbe und dieses Licht aus der Perspektive einer Kamera oder eines menschlichen Auges über den Raum verschmieren und so die Illusion eines vollständig 3D-Objekts erzeugen.
Und der Effekt ist stark. Mit dem OTD erstellte das Team hochauflösende Vollfarbbilder, die aus jedem Winkel betrachtet werden konnten - obwohl sie größtenteils ein kleines Volumen einnahmen, nur wenige Zentimeter (ein oder zwei Zoll) auf jeder Seite.
Dieses Bild zeigt ein Prisma, das aus verschiedenen Blickwinkeln völlig anders aussah, genau wie ein echtes Prisma.
Und dieser zeigt eine Person in einem langen Mantel, wobei eine herausgezoomte Version das Projektor-Setup zeigt.
Die Forscher konnten sogar Lichtskulpturen bauen, die sich um andere Objekte wickelten, wie das kleine Modell eines menschlichen Arms oben in diesem Artikel…
Natürlich hat der OTD wie jede Technologie seine Grenzen. Die Höchstgeschwindigkeit des Partikels begrenzt die Größe und Komplexität der Bilder, die der OTD erzeugen kann, und die aktuelle Version erzeugt einen leichten "Spritzer" auf der Oberfläche gegenüber den Lasern.
Der nächste Schritt, so schrieben die Forscher, besteht darin, verschiedene Arten von Partikeln zu verwenden. mit mehreren Partikeln gleichzeitig arbeiten; und um den Fokus der Laser zu verbessern, um zumindest einige dieser Probleme zu lösen.
