Исследователи израильского Института Вейцмана пока не могут дать нам зрение Супермена, и пройдет не меньше десяти лет, пока их находка превратится в коммерческий продукт, и тем не менее их труд уже привел к впечатляющему прорыву в медицинской диагностике.

 

Ори Кац и Эран Смолл, работая под руководством профессора Ярона Сильверберга, разработали инструмент, способный "видеть" сквозь полупрозрачные объекты - например, яичную скорлупу или кожу человека. Они верят, что это основополагающее исследование открывает путь для разработки микроскопа нового типа, который сможет заглянуть в глубину тканей и покончить с болезненной необходимостью подвергать пациента биопсии для диагностики рака. 

 

Их детище - изготовленное собственноручно на простом, дешевом и широко доступном оборудовании - может заодно и заглядывать за углы. Хотя они и не первые, кто достиг подобных результатов, они первыми сумели обойтись без лазеров и получить результат в режиме реального времени.

 

 

“Другие исследовательские группы использовали лазеры для сканирования цели поэтапно, точку за точкой", - объясняет Кац. - "Наш метод куда более прост, и может быть реализован так, что даже физик-второкурсник поймет, о чем идет речь".

 

По словам Каца, все, что для этого потребовалось - это простая цифровая камера, обычная галогеновая лампа и пространственный модулятор света (деталь любого цифрового проектора). Область, в которой работают исследователи, называется "формирование волнового фронта" - группа наблюдала за тем, как полупрозрачные объекты поглощают и рассеивают свет.

 

Кац, который в ближайшие годы продолжит свои пост-докторские исследования в Париже, говорит, что исследователи были немало удивлены, когда их предположения оправдались.  "Возьмем, к примеру, тело человека. Оно выглядит непрозрачным, но если вы посветите в темноте фонариком себе на руку, вы увидите, что совсем немного света все же проникает наружу. Это и есть рассеянный свет".

 

Раньше исследование рассеянного света считалось невозможным, потому что этот феномен был слишком хаотичен и непредсказуем. Теперь с помощью новых мониторов высокой резолюции исследователи могут увеличивать и анализировать модели рассеяния.

 

Разработав алгоритм, способный "повернуть время вспять" и предсказать обратную картину движения света через полупрозрачный предмет, исследователи получили возможность описать внутреннее строение объекта, невидимое невооруженным глазом.

 

Хотя они и не думают, что их находка заменит магнитно-резонансную томографию, исследователи верят, что она способна уменьшить число необходимых сегодня инвазивных процедур и проверок, связанных с облучением - биопсии и маммографии.

 

Разработка практических методов реализации этого научного открытия даст врачу возможность, не прибегая к ионизирующим излучениям, пользуясь обычной галогенной лампой, искать новообразования и проверять подозрения на опухоль, просто глядя в микроскоп, приставленный к коже.

 

 

Используя тот же метод, исследователи сумели заглянуть за угол и даже в соседнюю комнату - главное, чтобы рядом была белая стена. "Мы видим белое, когда поверхность - например, стена - отражает почти весь направленный на нее свет. Однако поверхность стены, разумеется, не такая ровная и гладкая, как зеркало, и поэтому падающий на нее свет рассеивается в разные стороны", - говорит Кац.

 

 

 “Мы взяли небольшой участок стены - несколько миллиметров, исследовали его структуру и теперь можем пользоваться им как зеркалом. Зная, откуда "прилетел" каждый фотон, и применяя наш алгоритм обратного рассеяния волны, мы можем увидеть скрытые оптические изображения".

Стоит подчеркнуть - исследователи не пытались изобрести новый шпионский инструмент, им просто было интересно найти новые способы применения открытого ими феномена. Теперь они намерены отыскать и этим уникальным свойствам рассеянного света применение на пользу человечеству.