¿Qué es la holografía?
La holografía se refiere a una nueva tecnología fotográfica que registra toda la información sobre la amplitud y fase de las ondas reflejadas del objeto. La fotografía ordinaria registra la distribución de la intensidad de la luz en la superficie de un objeto, pero no puede registrar la información de fase de la luz reflejada del objeto, por lo que se pierde el efecto tridimensional. La holografía utiliza un láser como fuente de iluminación y divide la luz emitida por la fuente de luz en dos haces. Un haz se dirige a la placa fotosensible y el otro haz es reflejado por el sujeto y luego disparado a la placa fotosensible. Los dos haces de luz se superponen a la placa fotosensible para causar interferencia. La sensibilidad de cada punto de la placa fotosensible no solo cambia con la intensidad, sino que también cambia con la correlación de fase de los dos haces de luz. Por tanto, la holografía registra no sólo la intensidad del reflejo sobre el objeto, sino también la información de fase. Cuando el ojo humano mira directamente a esta película fotosensible, sólo puede ver franjas de interferencia como huellas dactilares. Sin embargo, si se irradia con láser, el ojo humano puede ver la imagen tridimensional del sujeto original a través de la película. Incluso si sólo queda una pequeña parte de la imagen holográfica, aún puede reproducir la escena completa. La holografía se puede utilizar en muchos aspectos de la industria, como pruebas no destructivas, holografía ultrasónica, microscopios holográficos, almacenamiento holográfico, películas y televisión holográficas, etc.
A principios de la década de 1980, se exhibieron exposiciones de fotografía holográfica francesa en todo el mundo y la gente disfrutó de la misteriosa fotografía holográfica. Parecía haber un grifo que sobresalía de la pared y levanté la mano para abrirlo. El resultado fue que capté un espacio vacío; no había ninguna imagen en un marco, pero cuando un rayo de luz brilló, apareció una hermosa niña en el marco. Lentamente se quitó las gafas y sonrió a la gente. No hay nada dentro de una cubierta de vidrio, pero bajo la iluminación de la luz, la estatua de Venus aparece inmediatamente en la cubierta, en el marco y en la cubierta de vidrio, la imagen cambia constantemente; [Editar este párrafo] Historia
Cualquiera que haya visto aquellas pinturas prehistóricas de la cueva Chauvet en Francia quedará profundamente impresionado por los sutiles cambios de luces y sombras, el uso libre de la perspectiva y las líneas elegantes y suaves. . Estos rinocerontes, leones y osos pintados con ocre por pueblos primitivos hace 32.000 años, aunque han sido erosionados por el tiempo, todavía pueden causar un gran impacto visual a la gente. Sin embargo, no todos tienen tanta suerte como Jean-Marin Shawei y sus dos amigos: cuando tropezaron con la cueva el 18 de diciembre de 1994, se les abrieron todas las puertas y todas las pinturas se mostraron incondicionalmente bajo sus sencillos reflectores. Sin embargo, cuando el descubrimiento se hizo público y fue estudiado y protegido por el gobierno francés como uno de los mayores descubrimientos arqueológicos y artísticos del año, las puertas de la cueva Xiaowei se cerraron al público. Incluso los expertos que participan en investigaciones relevantes tienen que pasar por un complicado proceso de aprobación para ingresar a la cueva, y deben estar completamente vestidos y con la protección adecuada para garantizar que no puedan tocar la pared de la cueva. La gente corriente no tiene ninguna posibilidad de ver la verdad. Sólo pueden mirar los planos de las revistas e imaginarlos de la nada.
Sin embargo, Yves Ghent (Yves Ghent) y su hermano Philip Ghent (Philip Ghent), que viven en un pequeño pueblo a las afueras de la antigua ciudad vinícola de Burdeos, podrán utilizar sus hologramas para cambiar todo esto. .Convertirse en historia.
Cuando Samuel Morse, el inventor del telégrafo, vio por primera vez las fotografías de daguerrotipo hace un siglo, quedó asombrado al ver imágenes tan realistas. Nunca debería llamarse una copia de la naturaleza, sino una parte de la naturaleza. sí mismo. Para los observadores bien informados de hoy, la reacción de Morse fue algo inesperada. En esta era de cámaras digitales que pueden revelar plenamente su encanto, nadie teme que la persona en la foto parpadee y vea sus propios pensamientos, tal como la persona que vio la foto por primera vez en San Petersburgo. Sin embargo, cuando Jacqueline Belloni, física química y experta en sensibilidad cinematográfica de la Universidad Paris-Sud, mostró el holograma de mariposa de Yves Ghent en una conferencia académica, un físico que era coleccionista de especímenes de mariposas quedó muy desconcertado y le preguntó por qué estaba mostrando una caja con especímenes de este insecto lepidóptero durante una presentación académica.
El físico se negó a creer que fuera sólo un holograma.
De hecho, la indecisión de los físicos también es razonable, aunque la holografía no es un concepto nuevo para la mayoría de la gente. Mucho antes de la aparición de los láseres, Gabor propuso en 1948 el concepto de holografía para mejorar la resolución de los microscopios electrónicos y comenzó a investigar sobre la holografía. Después de la década de 1960, aparecieron los láseres, que proporcionaban fuentes de luz de alto brillo y alta coherencia para la holografía. Desde entonces, la tecnología holográfica ha entrado en una nueva etapa. Varios métodos holográficos han ido surgiendo uno tras otro, abriendo constantemente nuevas áreas de aplicaciones holográficas. Gabor también ganó el Premio Nobel de Física en 1971 por sus investigaciones sobre la holografía.
Ya sea holografía o la primera fotografía sobre plancha de plata, su secreto reside en el registro de la luz. Toda luz tiene tres propiedades: intensidad de la luz, color de la luz y dirección de la luz. Los primeros daguerrotipos y las fotografías en blanco y negro sólo podían registrar cambios en la luz y la oscuridad, mientras que las fotografías en color también podían reflejar el color al registrar cambios en la longitud de onda de la luz. La holografía es la única fotografía que captura las tres propiedades de la luz simultáneamente. A través de la tecnología láser, puede registrar la dirección de la luz que incide sobre un objeto y luego refractarla para reproducir de manera realista la escena real del objeto en un espacio tridimensional.
Sin embargo, antes de la aparición de las obras de los hermanos Gante, la llamada representación verdadera era sólo teórica. Quizás porque las buenas imágenes holográficas son raras y difíciles de generar, o porque los principios científicos de la holografía son tan esotéricos, medio siglo después de su invención, la holografía sigue siendo una tecnología misteriosa.
Cuando algunos medios informaron sobre los logros de Yves Gent y sus hermanos, algunos los describieron como "las únicas personas que verdaderamente han realizado la función de reproducir la naturaleza a través de la holografía", mientras que otros dijeron que sus obras eran las primero Lo que Ernst llama "una parte de la naturaleza". Estos comentarios pueden ser un poco exagerados, porque en realidad hay muchas otras personas en todo el mundo que se dedican a la investigación de la holografía. La Asociación Internacional de Fabricantes Holográficos es una organización que reúne a expertos y entusiastas de todo el mundo. Sin embargo, Yves Gent es sin duda el mejor entre estos expertos. En el invierno de 2001, la Federación le otorgó a Ive los dos premios más importantes: "Mejor Trabajo Holográfico del Año" y "Última Tecnología Holográfica", que es la mejor ilustración. En una conferencia académica sobre holografía en Austria, cuando los hermanos Gante hablaron y mostraron su trabajo, "más de 140 maestros experimentados en holografía respiraron profundamente con admiración". Philip recuerda la escena sin complacencia. "Cuando la gente acudió en masa a ver las imágenes holográficas que hicimos, toda la sala estaba vacía. Los expertos presentes en ese momento quedaron fascinados por la imagen casi irreal". No pudieron evitar extender la mano y tocar los exquisitos patrones de la ropa de los títeres que vestían trajes de danza tradicional de Laos. Otros intentaron limpiar las migas de galleta de los labios de la niña que estaba comiendo galletas. Por supuesto, lo único que encontraron fue una fina capa de vidrio, igual que el físico.
Ahora, el trabajo de Yves ha sido reconocido y elogiado por la industria. Sin embargo, la situación fue completamente diferente cuando en 1992 fue despedido debido al cierre de su laboratorio y regresó a su ciudad natal para comenzar su propia investigación sobre tecnología holográfica como autónomo. Le llevó unos dos años desarrollar todo el equipo necesario, incluida la importante cámara holográfica portátil de retrato. Pero cuando todo estuvo listo, Agfa, el único fabricante que hacía la película que necesitaba, de repente decidió dejar de producirla. Después de inventar la vaca, Yves tuvo que aprender por sí mismo a producir hierba.
En los años siguientes, Yves Gent aprendió por sí mismo los principios químicos relevantes en su humilde laboratorio y los practicó repetidamente. La incorporación de Philip le ayudó mucho. Más tarde, finalmente inventaron una emulsión fotográfica llamada "Ultimate". Al igual que otras emulsiones fotosensibles, el componente principal de Ultimate son partículas de bromuro de plata con excelentes propiedades fotosensibles, pero el diámetro de las partículas de bromuro de plata en Ultimate es de sólo 10 nm, que es de 1/10 a 1/100 de las partículas fotosensibles de una película normal. . Son estas pequeñas partículas las que permiten al "Ultimate" registrar cada detalle, hasta el más mínimo detalle, y registrar simultáneamente los tres colores: rojo, verde y azul en la misma capa fotosensible.
Eve ha encontrado lo que él llama "la loción que todo el mundo busca desde hace 30 años", pero aún le queda un largo camino por recorrer. Hizo todo el plan para copiar los murales de Xiaowei Yandong, pero no tuvo ningún recurso porque no pudo encontrar la autoridad del gobierno. También propuso construir una galería de retratos holográficos de celebridades visitantes para Disneylandia en París, pero las negociaciones se retrasaron. Todos los que han visto su obra admiten que se trata de un holograma perfecto, pero los inversores franceses son demasiado cautelosos. No sólo necesitan una gallina que ponga huevos de oro, sino una bandada de esas gallinas que pongan huevos de oro a escala industrial para estar dispuestos a pagar de sus propios bolsillos. En busca de inversores, los hermanos Ghent y su padre incluso consideraron emigrar a Quebec.
Las primeras obras holográficas mejoraron después de que se uniera un socio estadounidense. Tenía una máquina que podía copiar la imagen holográfica del maestro "definitivo" en un determinado material polimérico fabricado por DuPont. Si bien estas imágenes no están al nivel de una película "definitiva", son muy superiores a las imágenes holográficas sobre materiales poliméricos. Con la producción en masa de imágenes holográficas sobre este material de DuPont, la producción industrial utilizando la película "definitiva" está a la vuelta de la esquina. Además, la aprobación de la Federación Internacional de Productores de Hologramas también añade peso al trabajo de los hermanos Gante.
Aunque las tecnologías utilizadas por Yves actualmente no están protegidas por patentes, se espera que estas tecnologías le aporten una enorme riqueza en un futuro próximo. [Editar este párrafo] Principio
La holografía se refiere a una nueva tecnología fotográfica que registra toda la información sobre la amplitud y fase de la onda reflejada por el objeto. La fotografía ordinaria registra la distribución de la intensidad de la luz en la superficie de un objeto, pero no puede registrar la información de fase de la luz reflejada del objeto, por lo que se pierde el efecto tridimensional. La holografía utiliza un láser como fuente de iluminación y divide la luz emitida por la fuente de luz en dos haces. Un haz se dirige a la placa fotosensible y el otro haz es reflejado por el sujeto y luego disparado a la placa fotosensible. Los dos haces de luz se superponen a la placa fotosensible para causar interferencia. La sensibilidad de cada punto de la placa fotosensible no solo cambia con la intensidad, sino que también cambia con la correlación de fase de los dos haces de luz. Por tanto, la holografía registra no sólo la intensidad del reflejo sobre el objeto, sino también la información de fase. Cuando el ojo humano mira directamente a esta película fotosensible, sólo puede ver franjas de interferencia como huellas dactilares. Sin embargo, si se irradia con láser, el ojo humano puede ver la imagen tridimensional del sujeto original a través de la película. Incluso si sólo queda una pequeña parte de la imagen holográfica, aún puede reproducir la escena completa. La holografía se puede utilizar en muchos aspectos de la industria, como pruebas no destructivas, holografía ultrasónica, microscopios holográficos, almacenamiento holográfico, películas y televisión holográficas, etc. El principio de producción de hologramas se remonta a 300 años atrás, y también se llevaron a cabo experimentos con fuentes de luz poco coherentes, pero no fue hasta la invención del láser en 1960, que es la mejor fuente de luz coherente, que la holografía se desarrolló rápidamente.
La holografía láser es una tecnología completamente nueva, conocida como el milagro del siglo XX. Su principio fue descubierto por el físico húngaro-británico Dennis Gabor en 1947 y es completamente diferente de la fotografía ordinaria. No fue hasta más de diez años después, cuando los físicos estadounidenses Leif y Rupert Nichols inventaron el láser, que la holografía se puso en práctica. Se puede decir que la holografía es una combinación de almacenamiento de información y tecnología láser.
La holografía láser consta de dos pasos: grabar y copiar.
1. El proceso de grabación holográfica es: el rayo láser se divide en dos haces; un rayo láser se proyecta directamente sobre la película fotosensible, llamado haz de referencia, y el otro rayo láser se proyecta sobre el objeto; es reflejado o reflejado por el objeto después de la transmisión, transporta información relevante sobre el objeto y se denomina haz de objeto. Después del procesamiento, el haz del objeto también se proyecta sobre la misma zona de la película fotosensible. En la película fotosensible, el haz objeto y el haz de referencia se superponen coherentemente para formar franjas de interferencia, completando así el holograma.
2. El método de reproducción holográfica consiste en iluminar el holograma con un rayo láser. La frecuencia y dirección de propagación del rayo láser deben ser exactamente las mismas que las del rayo de referencia, de modo que la imagen tridimensional. del objeto se puede reproducir. Las personas pueden ver diferentes lados de un objeto desde diferentes ángulos, como si vieran el objeto real, pero no pueden tocarlo.
La imagen holográfica es una tecnología de vanguardia. La holografía es diferente de la fotografía tradicional. Lo que se graba en la película no es una imagen plana de un objeto tridimensional, sino el propio campo luminoso. La fotografía convencional sólo registra cambios en la intensidad de la luz que reflejan la superficie del objeto, es decir, sólo registra la amplitud de la luz, mientras que la holografía registra toda la información sobre la onda de luz, incluida la amplitud y fase de la onda de luz. Es decir, toda la información sobre el campo de ondas luminosas de un objeto tridimensional se almacena en el medio de grabación.
El principio holográfico es que "un sistema, en principio, puede describirse completamente mediante ciertos grados de libertad en sus límites". Este es un nuevo principio básico basado en las propiedades cuánticas de los agujeros negros. De hecho, este principio básico está relacionado con la teoría cuántica de la combinación de elementos cuánticos y qubits. Su prueba matemática es que hay tantos elementos cuánticos como dimensiones del espacio-tiempo; hay tantos qubits como qubits; Juntos forman un conjunto finito de espacio-tiempo similar a una matriz, es decir, un conjunto de sus permutaciones. La incompletitud holográfica se refiere a la existencia de dualidad entre el número de permutaciones seleccionadas, el conjunto vacío seleccionado y las permutaciones totales seleccionadas. Es decir, un holograma en una determinada dimensión de espacio y tiempo es completamente equivalente a un holograma con un número de disposición de qubit menos. Esto es similar al "principio de codificación para evitar errores cuánticos", que resuelve fundamentalmente el problema de los errores de cálculo del sistema causados por; Errores de codificación en computación cuántica. La computación cuántica del espacio y el tiempo es similar a la codificación de doble yugo de la estructura de doble hélice del ADN biológico. Es una computadora cuántica que organiza partes reales e imaginarias, códigos de doble yugo positivos y negativos. Esto puede denominarse "ciencia biológica del espacio-tiempo", donde la "entropía" es similar a la "macroentropía" y se refiere no sólo al grado de caos, sino también a un rango. ¿El tiempo se refiere a un rango? En términos de "de la vida", debería significar. Por lo tanto, todas las ubicaciones y horarios son rangos. La entropía de posición es la entropía de área y la entropía de tiempo es la entropía de flecha termodinámica. En segundo lugar, una disposición binaria similar a una disposición binaria de N elementos numéricos y N bits numéricos es similar a un determinante o matriz de N filas numéricas y N secuencias numéricas. Una diferencia es que el determinante o matriz tiene un qubit menos que una disposición binaria de N elementos y N bits. ¿Es esto similar al principio holográfico? Una disposición binaria de N elementos numéricos y N bits numéricos es un sistema integrable, y su dinámica puede ser similar al determinante de N filas numéricas y N secuencias numéricas de un qubit inferior. Matemáticamente, puede demostrarse o explorarse.
1. El espacio Anti-de Sitter, es decir, el espacio dentro de un punto, recta o plano, es integrable, porque la intersección de un punto, una recta o un espacio dentro de un plano y un El espacio fuera de un punto, una línea o un plano tiende a El "supercero" o "energía del punto cero" es cero, por lo que aquí hay un sistema integrable, y cualquier dinámica del mismo puede realizarse con una teoría de campos de baja dimensión. Es decir, debido a la simetría del espacio anti-de Sitter, la simetría en la teoría de campos del espacio puntual, lineal y en el plano es mayor que la simetría de Lorentz del origen, la línea y el espacio fuera del plano. espacio. Este grupo de simetría más grande se llama grupo de simetría con forma * * *.
Por supuesto, esto se puede hacer cambiando la geometría dentro del espacio anti-de Sitter para eliminar esta simetría, de modo que la teoría de campos equivalente no tenga simetría. Esto se puede llamar una nueva * * * forma. Si el espacio Madsina se considera como "espacio fuera de un punto", entonces el "espacio fuera de un punto" general o el "espacio dentro de un punto" también puede considerarse como un espacio cuasi esférico. El espacio Anti-de Sitter, o "espacio dentro de un punto", es un límite especial en la teoría de campos. El cálculo de los efectos clásicos de la gravedad y las fluctuaciones cuánticas en el "espacio dentro de un punto" es muy complejo y sólo puede realizarse en un límite. Por ejemplo, la tasa de inflación del círculo orbital del universo de masa similar al espacio anti-de Sitter anterior es 8,88 veces la velocidad de la luz, lo que se hace bajo un límite. Bajo este límite, el "espacio dentro de un punto" pasa a un nuevo espacio-tiempo, o fondo de ondas pp. El espectro de múltiples estados de las cuerdas cósmicas se puede calcular con precisión y reflejar en la teoría de campo dual. Podemos calcular el espectro de masas. de la familia de materias. Obtener el exponente de escala anómalo de algunos operadores.
2. El truco está en que las cuerdas no están formadas por un número finito de microunidades cuánticas esféricas. Para obtener cuerdas en el sentido habitual, tenemos que tomar los límites de la teoría cuántica de cuerdas de bucles. Bajo este límite, la longitud no tiende a cero. Cada cadena acoplada en un bucle cuántico mediante rotación de línea se puede dividir en 10 microcélulas de -33 cm, de modo que el número de microcélulas no tiende al infinito, de modo que la cantidad física correspondiente. a la cuerda misma, como la energía y el impulso, son limitados. En la construcción de operadores de la teoría de campos, para obtener el estado de la cuerda en el fondo de onda pp, solo necesitamos tomar este límite. De esta manera, el modelo celular microscópico es una estructura universal y clara. En el contexto especial de las ondas pp, la descripción de la teoría de campo correspondiente también es un sistema integrable.