شمارش معکوس برای خداحافظی با اشعه مجهول

 

 

تحقیقات جدید دانشمندان از یافتن روش تازه‌ای با استفاده از نور معمولی برای کشف و ردیابی تصاویر از میان سطوح سخت و جامد خبر می‌دهد که تا پیش از این تنها با استفاده از ارمغان بزرگ ویلیام رونتگن برای بشریت، یعنی همان اشعه معروف، ولی مجهول?X امکانپذیر بود. این تکنیک جدید از نور مرئی برای مشاهده بطن اشیاء و اهدافی بهره می‌برد که به طور معمول غیرشفاف و تیره هستند و نور معمولی از میانشان عبور نمی‌کند. با ابداع این فناوری نوین که راه جدیدی را برای کشف رمز و گشودن اهداف و مناظر سربسته از طریق نور مرئی نوید می‌دهد، می‌توان تصویر روشنی را از ماورای سطوح سخت و توپر به دست آورد و بدون نیاز به فناوری پرتودهی با اشعه ایکس و تنها با حضور نوعی نور معمولی، یک پروژکتور و یک دوربین دیجیتال چشم بیننده را به جمال اهداف نادیدنی روشن کرد. به‌این ترتیب و در سایه این تکنیک جدید امکان آن وجود خواهد داشت که در آینده نزدیک برای مقاصد متعارف و ضروری نظیر کاربردهای پزشکی و مشاهده درون بدن انسان یا کاربردهای معمول امنیتی دیگر نیازی به قرار گرفتن در برابر اشعه رادیو اکتیو ایکس نباشد. ضمن این که تکنیک جدید در آینده می‌تواند نوید بخش بهبود و اصلاح یا تکمیل اشعه ایکس و امواج مافوق صوت نیز به حساب آید.

ابعاد مهم و بسیار جالب توجه این فناوری و تکنیک جدید در بهره‌برداری از نور مرئی معمولی برای نفوذ به بطن اهداف سخت و تیره در حالی مطرح می‌شود که به طور طبیعی زمانی که نور مرئی از میان سطوح مات و غیرشفاف برای مقاصدی همانند کشف و آشکارسازی درون آن گذرانده می‌شود پخش و پراکنده، می‌گردد، اما پاسخ معمای کارکرد این فناوری آینده‌نگر با توجه به وجود چنین مشکل ذاتی بزرگی را باید همان شاه‌کلیدی دانست که باعث شده تکنیک برتر ابداعی دانشمندان تا این حد اهمیت پیدا کند و چه بسا در آینده نزدیک، نقطه پایان راه برای یک عمر حضور منحصر و موثر اشعه معروف ایکس در میان ما محسوب شود.

دانشمندان فرانسوی که موفق به توسعه روش جدیدی برای نوسازی و احیای تصاویر حاصله از گذراندن نور مرئی از میان سطوح سخت و تیره شده‌اند، کلید اصلی کارشان برای ردیابی و کشف درون اجسام را دقیقا در رازگشایی و کشف نحوه پراکنده شدن نور توسط مواد معرفی می‌کنند. آنها معتقدند این تحقیق در کوتاه‌مدت بشدت و قوت سیگنال‌های مخابراتی و کابل‌های فیبر نوری کمک خواهد کرد، ولی در سال‌های آینده انتظار می‌رود این فناوری بتواند در نقش مکمل یا حتی جانشینی برای امواج مافوق صوت رایج ـ که معمولا برای تصویربرداری از نوزادان استفاده می‌شود ـ و همچنین مکمل و جایگزینی برای اشعه ایکس ظاهر شود که غیر از کاربردهای معمول رادیوگرافی برای ردیابی سلاح و مواد غیرقانونی در اماکن حساس و فرودگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. دانشمندان مؤسسه لنگوین پاریس طی مقاله‌ای در شماره جدید ژورنال ارتباطات طبیعت، تکنیک نوین ابداعی خود را به گذاشتن چراغ قوه‌ای در پشت دست آدم تشبیه می‌کنند که طی آن فرد نمی‌تواند تصویری را مشاهده کند، ولی هنوز می‌تواند درخشش و تابش خفیف و کمرنگی را ببیند. برای درک بهتر موضوع بهتر است به وضعیتی که نور چراغ قوه‌ای را پشت دست‌تان می‌گیرید، توجه کنید که طی آن وجود تصویری روی یک نور چراغ قوه را مجسم می‌کند. همچنان که نور از میان دست شما عبور می‌کند، تصویر موجود از میان می‌رود و کل چیزی که فرد مشاهده می‌کند در واقع یک تابش ضعیف و کم‌فروغ است، اما تفاوت روش نوینی که دانشمندان فرانسوی، پیشگام ارائه آن شده‌اند در این ویژگی جالب توجه و مهم است که با استفاده از این تکنیک می‌توان نور را جمع‌آوری کرده و تصویری را از آن بیرون کشید.

در این میان نکته جالبی که به چشم می‌خورد، این که شالوده این فناوری ابتکاری موضوع تازه‌ای نیست. آزمایش دانشمندان مشتمل بر 3بخش کلیدی از فناوری‌هایی است که به نحوی گسترده و وسیع قابل دسترسی است: یک لیزر سبز به عنوان منبع نور، یک مدولاتور یا تلفیق‌کننده نور ـ که غالبا در پروژکتورها استفاده می‌شود ـ و بالاخره یک دستگاه بار جفت شده یا همان وسیله‌ای که در حوزه اسباب دیجیتال از آن با عنوان تزویج علامت یا حافظه با اطلاعات چرخان نام می‌برند و یک فناوری قابل دسترس و مورد استفاده در بسیاری از دوربین‌های دیجیتالی محسوب می‌شود. لیزر سبز مسوول ایجاد نور است که به میان مدولاتور فرستاده می‌شود و کار روشن کردن تصویر را انجام می‌دهد. این نور سبز، کار خروج تصویر را از میان یک اسلاید شیشه‌ای که به رنگ سفید درآمده، انجام می‌دهد و این بستر سفید رنگ باعث پراکنده شدن نور در انواع کاملی از جهات مختلف می‌شود.

تحقیقات جدید دانشمندان از یافتن روش تازه‌ای با استفاده از نور معمولی برای کشف و ردیابی تصاویر از میان سطوح سخت و جامد خبر می‌دهد

تا اینجای کار همان است که به طور طبیعی و معمول از نور مرئی انتظار می‌رود و به دنبال آن تصویر ثبت و ضبط شده توسط دوربین دیجیتال به صورت لکه تیره رنگ، محو و نامشخصی درخواهد آمد که فراتر از قوه شناسایی و تشخیص خواهد بود، اما این پایان ماجرا نیست و دانشمندان فرانسوی با تمهید و تدبیری جالب حریف این محدودیت شده‌اند، تمهیدی که دانشمندان برای برطرف کردن این محدودیت به خرج داده‌اند، برداشتن پشت سر هم عکس‌هایی از تصویر محو نامشخص اولیه و در مرحله بعد به کار بردن برنامه‌ای است که میزان نور پراکنده شده توسط شیشه سفید را محاسبه و منظور می‌کند. به این ترتیب و از این راه می‌توان تصویر دانه‌دانه و رگه‌داری از یک شیء را مجددا جمع و جور و اصطلاحا مونتاژ و احیا کرد. دانشمندان در بیان فرآیند برخورد نور و سرانجام آن در این متد نوین خاطرنشان می‌کنند، زمانی که نور به اهدافی مثل یک شیشه شیر، ابر یا بافت ما برخورد می‌کند، بخشی از آن جذب می‌شود و عینا شما تصور می‌کنید که این نور هم دچار سرنوشت پراکندگی و تشتتی خارج از امکان بازیابی و احیا می‌شود، ولی واقعیت این است که چنین اتفاقی دیگر نمی‌افتد.

به اعتقاد محققان دیگری که با ماهیت این پژوهش جدید آشنایی دارند، روند موجود در این تکنیک با فرآیند تصویربرداری متداولی که در مورد مشاهده شدن به وسیله اشعه ایکس یا امواج مافوق صوت داریم، شباهتی ندارد. در واقع تصویری که از این متد بیرون می‌آید به‌صورت دانه‌دانه و رگه‌دار است و فقط می‌تواند در مورد نمایش بطن سطوح مات و غیرشفاف به کار آید، اما کارشناسان به رغم کارایی کنونی معتقدند کاری که دانشمندان فرانسوی کرده‌اند و می‌توان تصویری را از میان یک محیط و واسطه تار و غیرشفاف نمایان و آشکارسازی کرد در نوع خود شگفتی‌آور و سحرآمیز است. البته در مورد انجام?گرفتن تصویربرداری‌های رایج مثل استفاده از اشعه ایکس برای یافتن موارد مشکوک مخفی شده در فرودگاه‌ها، فرض ما بر این است نسبت به آنچه در پشت وسایل و موانع وجود دارد، اطلاعی نداریم و این همان موضوعی است که در مورد این روش جدید مصداق ندارد و لزومی برای اطلاع دقیق از بطن اشیای ناپیدا وجود ندارد. به بیان دیگر، دانشمندانی که این تکنیک نوین را ارائه کرده‌اند نسبت به تصویر فرضی که قرار است از دستگاه خارج شود، آگاهی قبلی دارند و اگر قرار باشد تصویری کاملا تصادفی از دستگاه خارج شود، کار کشف و نمایان ساختن با این تکنیک جدید به مراتب دشوارتر خواهد شد. با این اوصاف، دانشمندان معتقدند هر چند اکنون و با فناوری‌های موجود امکان دستیابی به این اهداف میسر نیست ولی این دلگرمی وجود دارد که در آینده نزدیک این توانمندی نیز امکان‌پذیر شود. البته زمانی که چنین اتفاقی بیفتد، می‌توان امیدوار بود تکنیک ابداعی دانشمندان به طیف بسیار گسترده و متنوعی از کاربردها بینجامد. آنچه دانشمندان نشان داده‌اند، می‌تواند با هر گونه طول موج یا هر نوع امواجی سازگار شود. این تکنیک جدید در وهله نخست می‌تواند به امر پاکسازی سروصدا در سیگنال‌های مخابراتی یا کابل‌های فیبر نوری کمک کند و این امیدواری وجود دارد که فناوری ابداعی با دیگر فناوری‌های مشاهده از درون و تشخیصی همچون اشعه ایکس یا امواج مافوق صوت تطابق یافته و به عنوان مکمل و جانشینی بالقوه برای آنها مطرح شود.

مهریار میرنیا

منابع: Discovery

Wired‌/‌Nature Communications