Kris Baranijuk - BBC svetski servis  [ BBC ]

07. 10. 2025. 09:32   >>  12:42

Hologrami: Naučno čudo koje je pronalazaču donelo Nobelovu nagradu

Otkrića u oblasti holograma nagrađena su Nobelovom nagradom 1971., a neki tvrde da i dalje ne postoji bolji način za slikanje.

Detalji lica Martina Skorsezea su ga zadivili.

Vidi se svaka pora na koži, svaka najsitnija dlačica.

Martin Ričardson napravio je šest holograma, odnosno trodimenzionalnih slika slavnog filmskog reditelja, ali ovaj, koji naizgled ima beskonačan broj detalja, potpuno ga je oborio s nogu.

Dok je Ričardson zurio u dubine Skorsezeovog lica, imao je osećaj kao da je reditelj zaista u prostoriji sa njim.

Posle sati proučavanja, primetio je da je hologram uhvatio čak i sićušnu česticu prašine koja je lebdela u vazduhu između Skorsezea i posmatrača.

Bila je to savršena iluzija svetlosti, ovekovečen delić sekunde.

„To je medijum koji stvara zavisnost", kaže Ričardson, koji već decenijama pravi holograme, postepeno usavršavajući različite tehnike.

S vremena na vreme, pogleda jedan od njegovih omiljenih radova.

„Prođu me žmarci", priznaje on.

Hologrami su zaista posebni.

A da bismo ih zaista razumeli, važno je najpre razjasniti šta hologrami nisu.

Fantastična projekcija princeze Leje u Ratovima zvezda, u kojoj ona dramatično moli za pomoć, nije hologram.

Nije ni optička iluzija poznata kao „Peperov duh" (Pepper's Ghost), koja omogućava pop zvezdama da „nastupaju" uživo pred publikom pomoću njihovih prozirnih prikaza.

• Od Tupaka, preko francuskih izbora do srpskih škola - priča o hologramima
• Da li biste smeli da pomazite hologram lava: U predvorju hologramske revolucije
• Hoće li veštačka inteligencija postati ‘bog’

Sudar talasa

Ne, hologrami su trodimenzionalne slike nastale snimanjem nečega što se zove interferencioni obrazac.

To može da se zamisli kao složeni „haos" koji nastaje pri susretu dva talasna fronta.

Interferenciju možete da stvorite sami - dodirnite površinu vode u poslužavniku na dve suprotne tačke i posmatrajte sudar majušnih talasa.

Interferencioni obrasci koje stvara svetlost, koja se reflektuje od trodimenzionalnog objekta, mnogo su složeniji.

Ali, zadivljujuće je da se hvatanjem svetlosnog interferencionog obrasca, recimo na fotografskom filmu ili ploči, i zatim usmeravanjem svetlosti na film ili ploču može ponovo da se stvori originalni talasni front svetlosti koji reflektuje objekat, ili filmski reditelj u trenutku snimanja holograma.

To je kao fotografija koja vraća svetlost u 3D obliku.

Holografija se koristi za stvaranje fantastičnih umetničkih dela, proučavanje sitnih nedostataka u građevinskim materijalima, pa čak i za pravljenje naprednih naočara koje proširuju stvarnost.

Priča o hologramima je priča o izuzetnoj kreativnosti, ali, prema mišljenju nekih, i o neispunjenim očekivanjima.

Pogledajte video o hologramima

Koherentna svetlost lasera

Mađarsko-britanski fizičar Denis Gabor je 1940-ih tražio način da napravi izuzetno detaljne slike veoma malih objekata.

Bio je fasciniran, na primer, elektronskom mikroskopijom, tehnikom koja je dobila Nobelovu nagradu i koja koristi snopove elektrona umesto svetlosti.

Naučnici su pomoću nje uspeli da snime, između ostalog, i mikroskopske dlačice na telima insekata.

Gabor je želeo da unapredi ovu tehnologiju, a metoda koju je osmislio zasniva se na osnovnom načelu holografije: moguće je rekonstruisati talasni front, odnosno kompletnu složenost snopova elektrona ili svetlosnih talasa koje reflektuje objekat.

Iako je Gabor tada dokazao da je to teorijski moguće, bio je ograničen time što su mu bili potrebni koherentni talasi, oni koji imaju iste osobine - istu frekvenciju, isti pravac oscilovanja i konstantu faznu razliku.

Snopovi elektrona su i 1940-ih bili koherentni, ali izvori koherentne svetlosti - laseri - pojavili su se tek 1960-ih.

Dvojica istraživača na Univerzitetu u Mičigenu u Sjedinjenim Državama (SAD), elektroinženjer Emet Leit i fizičar i pronalazač Juris Upatņiks, razvili su veoma brzo Gaborov koncept holografije kada su upotrebili lasere za pravljenje prvih holograma kakve bismo i mi danas prepoznali, među kojima je bila i čuvena trodimenzionalna slika vozića igračke.

Drugi istraživači su takođe dali doprinos razvoju holografije u to vreme, ali je Denis Gabor jedini dobio Nobelovu nagradu za fiziku 1971. godine za rad u ovoj oblasti.

Hologrami su nastavili da zadivljuju i oduševljavaju ljude.

Kanadska umetnica Natali Logan priseća se jednog od njenih prvih časova holografije na fakultetu.

Profesor je studentima pokazivao različite holograme, izrađene pomoću raznih tehnika koje su se sve temeljile na Gaborovoj izvornoj ideji.

Razlikovali su se po dubini i broju detalja.

Hologram igračke vojnika je bio toliko upečatljiv da je Logan pomislila da profesor pokušava da ih prevari - da im je pokazuje pravi trodimenzionalni predmet da proveri da li će studenti uočiti razliku.

„Kad sam shvatila da je to zapravo ravna staklena ploča, bila sam potpuno šokirana", priseća se Logan, koja je kasnije i sama počela da pravi holograme.

Serija njenih radova nazvana Trapped Light prikazuje šarene holograme čudnih, i eteričnih oblika.

„Vi zapravo ponavljate ono što je svetlost učinila u tom trenutku".

Red iz haosa

Napraviti hologram nije nimalo lako.

„Bože, koliko sam sati uložila u to", kaže Klodet Abrams, kanadska umetnica koja pravi holograme.

Postoje različite metode, ali za pravljenje laserskog holograma, recimo igračke dinosaurusa, potrebni su holografski film, laser, ekspander laserskog snopa, i optički razdelnik.

Kada postoje dva proširena laserska snopa, jedan se usmerava ka dinosaurusu, a drugi zaobilazi objekat i ostaje čist.

Ti snopovi se ponovo susreću na fotografskom filmu gde se dešava interferencija.

Interferencioni obrazac, koji je snimljen filmom, predstavlja savršenu mapu vrhova i padova svetlosti koja dolazi od objekta, iako bi to ljudskom oku izgledalo kao potpuni haos.

Međutim, ako se na odgovarajuće napravljenu reprodukciju obrasca kasnije usmeri novi laserski snop, usled njegove složenost i talasanje nastaje difrakcija svetlosti (savijanja i skretanja svetlosnih talasa u mnogo pravaca) na način koji savršeno reprodukuje talasni front koji je dolazio od dinosaurusa tokom snimanja.

Zašto?

Zato što je snimljena ne samo jačina svetlosti, već i njena faza, odnosno način na koji je dinosaurus uticao na koherentnost svetlosnih talasa dok su se odbijali od igračke u različitim pravcima.

To je ključni trik holografije.

Abrams se zainteresovala za holografiju kao način igranja pojmovima stvarnosti.

Holograme životinja je pravila za seriju koja se bavi marginalizacijom životinja i zaradom od njih.

„Ptice su letele svuda", priseća se.

„Kakile su po nekim optičkim elementima.

„Bio je to pravi haos".

Rešenje za skladištenje podataka?

Inženjeri su u 20. veku iskoristili tehnologiju za pravljenje hologramskih snimaka materijala.

Na primer, ako je trebalo utvrditi da li se čelična greda u zgradi deformisala tokom vremena, napravio bi se njen hologram, i posle određenog vremena bi se napravio još jedan hologram i uporedio sa prethodnim da se vidi da li postoje i najmanje promene oblika ili da li su se pojavile pukotine i oštećenja.

Ista tehnika može da se primeni na sve - od zubnih navlaka do lopatica turbine mlaznih motora.

Međutim, danas postoji mnogo „jednostavnije" alternative, kaže Šon Džonston, profesor emeritus Univerziteta u Glazgovu i autor knjige Vizije holografije: Istorija nove nauke (Holographic Visions: A History of New Science).

To znači da je holografska interferometrija, kako se tehnika naziva, u velikoj meri zamenjena drugim metodama.

Još jedna moguća primena holografije takođe je doživela neuspeh.

Pošto hologrami snimaju neuporedivo više informacija od klasične fotografije, istraživači su dugo pokušavali da upotrebe ovu tehniku za napredno skladištenje podataka.

Masud Mansuripur sa Univerziteta u Arizoni u SAD-u seća se priče o kompaniji InPhase, koja je pokušala da komercijalizuje holografsko skladištenje podataka na sofisticiranim diskovima, ali je bankrotirala 2010. godine.

„Bila je to fantastična tehnologija, ali jednostavno nije mogla da se takmiči na tržištu", priseća se Mansuripur, koji kaže da su se otprilike u to vreme pojavili velki uređaji za skladištenje podataka, SSD, koji su bili daleko jeftiniji.

Ipak, holografsko skladištenje podataka možda će u budućnosti biti zamena za magnetne trake, koje se i dalje koriste za pohranjivanje ogromnih količina podataka.

Pogledajte video: Policija koristi hologram seks radnice da uhvati njenog ubicu

Savršeno snimanje

Pitanja o praktičnoj primeni holografije se postavljaju još od Gaborovog doba.

„Holografija je bila precenjena i njena primena preuveličana na samom početku", kaže Džonston.

Posle prvih, impresivnih laserskih holograma, poput onih koje su napravili Leit i Upatņiks, razvijen je hologram „dugine transmisije" (duginih boja).

Takvi hologrami se danas nalaze na kreditnim karticama, i korisni su za bezbednost i autentifikaciju, jer je teško iskopirati hologram zbog ogromne količine detalja.

Međutim, ovo ne može da se smatra spektakularnom primenom ove tehnologije.

Džonston je napisao da su hologrami vremenom „svedeni na dečje sličice i nalepnice".

Ipak, i dalje se sprovode istraživanja koja se oslanjaju na načela holografije.

Naočare za proširenu stvarnost koriste holografske optičke elemente.

Ti uređaji stvaraju živopisne trodimenzionalne slike u vidnom polju korisnika, difrakcijom svetlosti na način sličan hologramima.

Zahvaljujući takvoj tehnologija, ove naočare mogu da bud manje veličine i da ponude još snažnije iskustvo.

„Možete da nadogradite sliku preko stvarnog sveta", objašnjava Mansuripur.

Da li je holografija ispunila očekivanja, stvar je ličnog mišljenja.

Jedan od onih koji misli da jeste je Martin Ričardson.

U svakom slučaju, uvek će postojati zapanjujuće detaljni hologrami koje oni koji su imali sreću da ih vide nikada neće zaboraviti.

Džonston ima omiljenu sliku - Lusi sa limenim šeširom - hologramski portret žene koja nosi velike, sjajne minđuše i neobično šiljato pokrivalo za glavu.

Hologrami poput ovog su prozor kroz koji možete da posmatrate objekat, kaže on.

A kada su tako dobri, „oni su najbliži najsavršenijem medijumu za snimanje koji je ikada napravljen".

Ovaj tekst je napisan u saradnji Nobel Prize Outreach, organizacije koja širi znanje o postignućima koja su zavredila Nobelovu nagradu, i BBC-ja.

BBC na srpskom je od sada i na Jutjubu, pratite nas OVDE.

Pratite nas na Fejsbuku, Tviteru, Instagramu, Jutjubu i Vajberu. Ako imate predlog teme za nas, javite se na bbcnasrpskom@bbc.co.uk

• Smemo li da pravimo holograme od naših pokojnika
• Elvis se vraća u život - kao hologram
• Na sopstvenoj sahrani „razgovarala" sa prisutnima
• Metaverzum - virtualni svet za ljude koji sanjaju otvorenih očiju
• Stogodišnja književna dela koja su predvidela današnji svet
• Ugrađeni mikročip koji vam omogućuje plaćanje rukom