Sluit je ogen even en stel je een hologram voor. Houd het even in je hoofd, open dan je ogen en blijf lezen.
Klaar?
Hoe zag de afbeelding eruit? Hier is een gok: een blauw, flikkerend beeld, geprojecteerd in de lucht, vanuit elke hoek te zien - een beetje zoals de hologrammen uit de "Star Wars" -films. ("Help me Obi-Wan Kenobi! Jij bent mijn enige hoop!")
In de echte wereld is het kijken naar een hologram echter niet zoiets als naar een fysiek object kijken. Lasers moeten worden gebruikt om het beeld op een bepaald medium te projecteren, zoals een plaat van plastic en glas, die het licht buigt en weerkaatst, zodat het beeld driedimensionaal lijkt voor een kijker. Maar ze werken alleen als het oog van de kijker zich in een vrij smal gezichtsveld bevindt, bijna recht tegenover de projecterende lasers. (HowStuffWorks heeft een redelijk goede uitleg van dit soort systeem.)
Maar nu heeft een team van onderzoekers aan de Brigham Young University een nieuw apparaat ontwikkeld dat echt sculptuurachtige, driedimensionale afbeeldingen maakt die een beetje op hologrammen lijken, maar dan op steroïden. Projecties van hun "Optical Trap Display" (OTD), beschreven in een artikel dat op 24 januari in het tijdschrift Nature is gepubliceerd, gedragen zich veel meer als dat beeld van prinses Leia dan welk echt hologram dan ook.
De OTD maakt gebruik van een vreemde technologie, de fotoforetische optische val, waarmee onderzoekers een klein deeltje kunnen laten zweven en door de lucht kunnen sturen. De optische val raakt het deeltje met een straal van "bijna onzichtbaar" licht, schreven de onderzoekers. (Het licht heeft een golflengte van 405 nanometer, precies aan de lage rand van wat mensen kunnen waarnemen.)
Dat licht verhit het deeltje aan één kant - een stukje cellulose tussen 5 en 100 micrometer (een bereik van een tiende van de grootte van een typische bacterie tot iets meer dan de diameter van een gemiddeld mensenhaar). De ongelijkmatige verwarming creëert krachten die op het deeltje inwerken, schreven de onderzoekers, waardoor het van de hete kant naar de koele kant ging. Het deeltje gedraagt zich dan als een kleine motor en zipt in de richting die tegengesteld is aan de manier waarop de verwarmde kant ervan wordt gericht.
Met behulp van deze methode was het team in staat om de bewegingen van het deeltje urenlang nauwkeurig te sturen met snelheden tot 1.827 millimeter per seconde (71,9 inch per seconde, of ongeveer 4,1 mph).
Toen het deeltje eenmaal vastzat, sloeg het team het tijdens het bewegen met lasers met verschillende kleuren. Als het deeltje snel genoeg beweegt, kan het die kleur en licht door de ruimte smeren vanuit het perspectief van een camera of menselijk oog, waardoor de illusie ontstaat van een volledig 3D-object.
En het effect is krachtig. Met behulp van de OTD creëerde het team full-colour afbeeldingen in hoge resolutie die vanuit elke hoek konden worden bekeken, hoewel ze meestal een klein volume in beslag namen, slechts een paar centimeter (een inch of twee) aan elke kant.
Deze afbeelding toont een prisma, dat er vanuit verschillende hoeken heel anders uitzag, net als een echt prisma.
En deze toont een persoon in een lange jas, met een uitgezoomde versie die de projectoropstelling toont.
De onderzoekers waren zelfs in staat lichtsculpturen te bouwen die zich om andere objecten wikkelden, zoals het kleine model van een menselijke arm bovenaan dit artikel ...
Natuurlijk, zoals elke technologie, heeft de OTD zijn beperkingen. De topsnelheid van het deeltje beperkt de grootte en complexiteit van de beelden die de OTD kan genereren, en de huidige versie creëert een lichte "plons" op het oppervlak tegenover de lasers.
De volgende stap, schreven de onderzoekers, is om te proberen verschillende soorten deeltjes te gebruiken; werk met meerdere deeltjes tegelijk; en om de focus van de lasers te verbeteren om tenminste enkele van deze problemen op te lossen.
