Lebih dari 100 tahun telah berlalu sejak dasar teoritis holografi pertama kali dirumuskan, dan kami masih mengaitkan hologram terutama dengan stiker pada rekaman atau konser anumerta Tupac Shakur. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, topik holografi mulai aktif berkembang. Hari ini kami akan memberi tahu Anda semua tentang gambar holografik misterius.
Pada tahun 1920, ilmuwan Polandia Mieczyslaw Wolfke dalam karyanya "Tentang kemungkinan pencitraan optik dari kisi-kisi molekuler" (Über die Möglichkeit der optische Abbildung von Molekulargittern) mengajukan dan secara eksperimental mengkonfirmasi gagasan metode holografik untuk memperoleh gambar. Namun, pada saat itu, tidak ada teknologi yang memungkinkan penemuan Kutub digunakan dalam praktik. Kami harus menunggu ini sampai tahun 60-an abad terakhir.
Hologram menjadi dikenal luas pada tahun 1977 berkat film Star Wars, di mana mereka bertindak sebagai pembawa informasi dan sarana komunikasi. Dengan cara ini, teori ilmiah yang sangat kompleks memasuki budaya pop, menangkap imajinasi jutaan orang di seluruh dunia. Apakah kita dekat hari ini dengan visi topik holografi oleh George Lucas?
Baca juga: Teleskop Luar Angkasa James Webb: 10 target untuk diamati
Apa itu holografi?
“Bantu aku, Obi-Wan Kenobi! Kamu adalah satu-satunya harapanku!" Teks ini, yang diketahui oleh semua penggemar Star Wars, diucapkan oleh proyeksi tiga dimensi sang putri Leia, menjadi bagi banyak pemirsa gagasan pertama tentang apa itu holografi dan pencitraan holografik.
Hari ini, ketika kami memegang sebuah disk dengan rekaman band favorit kami, kami melihat stiker warna-warni di atasnya, berkilauan dengan warna pelangi yang berbeda. Ini adalah konfirmasi holografik dari keaslian dan legalitas disk. Jadi, ini juga hologram, tetapi bagaimana cara membuatnya dan untuk apa? Saya akan mencoba menjawab pertanyaan-pertanyaan ini semudah mungkin. Namun, ini jelas tidak akan menjadi tugas yang mudah dan sederhana, terutama karena kebutuhan untuk mendefinisikan dan menjelaskan beberapa konsep fisika, meskipun sebagian besar dari mereka harus akrab bagi Anda dari kelas fisika Anda. Hal ini diperlukan karena efek akhirnya adalah hasil dari penggunaan praktis prestasi dari berbagai bidang teknologi. Oleh karena itu, kesalahpahaman tentang landasan teoretis dapat menyebabkan kesalahpahaman tentang keseluruhan masalah. Namun, saya tidak bermaksud membebani artikel ini dengan teori-teori yang didukung oleh persamaan Maxwell. Bisa, tapi kenapa? Itu tidak akan menambah sesuatu yang baru dan tentu saja akan membuatnya lebih sulit untuk dipahami. Saya akan mencoba menjelaskan dengan cara yang mudah dipahami prinsip-prinsip perekaman dan reproduksi gambar holografik, menggunakan gambar yang jelas dan definisi konsep fisik dasar di bidang optik dan gerak gelombang. Dan saya juga akan berbicara tentang aplikasi praktis holografi, termasuk perekaman holografik informasi dalam teknologi komputer.
Mari kita mulai dengan definisi yang akan membuat segalanya lebih mudah bagi kita. Holografi, seperti halnya fotografi, yang telah dikenal manusia sejak abad ke-19, merupakan cara untuk memperoleh gambar. Kedua istilah ini berasal dari bahasa Yunani, namun jika kata fotografi berasal dari kata “photo” dan “graphe” yang berarti “cahaya” dan “gambar”, maka kata holografi berasal dari kata “holos”. ”, yang dalam bahasa Yunani berarti “seluruh”.
Oleh karena itu, holografi adalah "menggambar keseluruhan". Apa artinya? Dalam foto standar, kita hanya dapat melestarikan gambar dua dimensi dari apa yang kita lihat di dunia tiga dimensi. Ide di balik holografi adalah merekam informasi tentang keseluruhan objek, bukan hanya satu sisinya. Sehingga dimungkinkan, dengan menggunakan informasi yang direkam, untuk mereproduksi gambar seluruh objek.
Tapi bagaimana cara melestarikan penampilan objek tiga dimensi? Untuk ini, fenomena interferensi cahaya digunakan. Cahaya tampak, yang merupakan bagian dari spektrum elektromagnetik, terdiri dari dua komponen - medan listrik dan medan magnet. Tetapi yang paling penting, cahaya adalah gelombang, bukan hanya aliran foton, jadi menggabungkan beberapa gelombang dapat menciptakan gelombang baru dengan karakteristik baru. Kemudian, dengan menggunakan fenomena difraksi, gambar gelombang yang ditumpangkan dapat direproduksi sehingga mencerminkan karakteristik yang direkam.
Baca juga:
Perekaman dan tampilan hologram
Berkat sifat gelombang cahaya, dimungkinkan untuk merekam penampakan objek dalam tiga dimensi pada film fotografi standar. Dengan bantuan laser yang sesuai, satu sinar yang diarahkan ke pelat tembus cahaya dan diarahkan baik pada objek yang akan dicitrakan dan langsung ke film, pola gelombang yang tumpang tindih dibuat. Gambar seperti itu adalah superposisi dari sejumlah besar interferensi komponen spektral individu cahaya, dan jika kita ingin mendapatkan "foto" dari film semacam itu, mata kita tidak akan melihat objek yang diterangi oleh laser, tetapi melange garis interferensi, yang dengan sendirinya tidak memberi tahu kita apa pun tentang objek yang difoto.
Begini tampilannya dalam praktik:
Hanya eksposur film yang benar, yang pada saat itu adalah kisi difraksi, dengan bantuan sinar laser terfokus memungkinkan Anda untuk membalikkan seluruh proses dan mendapatkan gambar objek tiga dimensi.
Pencitraan holografik XNUMXD, meskipun serupa, berbeda dari teknik stereoskopik, yang melibatkan pemotretan objek dari dua jarak dekat dan kemudian menempatkan pelat dalam perangkat yang disebut stereoskop. populer misalnya Kacamata VR bekerja dengan cara ini, membuat dua gambar yang sedikit diimbangi. Dalam hologram, pergeseran ini tetap pada satu medium dalam bentuk interferensi gelombang.
Baca juga:
- 100 Tahun Fisika Kuantum: Dari Teori 1920-an ke Komputer
- 5 misi luar angkasa masa depan untuk dipikirkan
Hologram dan "hologram"
Masalah dengan teknologi yang dijelaskan di atas adalah membutuhkan sinar laser yang tepat dan kondisi laboratorium yang dekat untuk mencapai hasil yang memuaskan. Dan meskipun ide asli hologram menemukan aplikasi praktis, misalnya, dalam merekam data pada media standar HVD dengan kapasitas teoretis beberapa TB, mereka tidak menjadi media yang populer untuk digunakan di rumah.
Solusi praktis menunjukkan bahwa proses kompleks untuk mendapatkan gambar holografik kalah dengan teknologi lain yang mencapai efek yang sama, tetapi menggunakan teknik lain. Dan meskipun dari sudut pandang ilmiah, gambar seperti itu tidak boleh disebut hologram, tetapi biasanya menyebut semua hologram semu ini hanya "hologram".
Namun, dalam praktiknya, baik gambar konser Tupac maupun gambar Ratu Elizabeth II dalam keretanya yang berusia 260 tahun bukanlah hologram sejati dari sudut pandang ilmiah.
Hologram bukanlah apa yang kita lihat di kacamata HoloLens atau di kaca depan mobil "tampilan holografik". Paling sering, ini adalah gambar tiga dimensi yang dibuat dengan bantuan beberapa sinar cahaya yang terpisah (dan bukan satu, seperti dalam kasus hologram asli) yang jatuh dari sisi yang berbeda pada media, yang dapat berupa kaca transparan, tirai air , atau uap air "mengambang" di atas "tampilan holografik" semacam itu.
Saya tidak keberatan dengan penggunaan istilah "hologram" dalam kaitannya dengan teknik ini, dan alasan utamanya adalah bahwa efek yang diperoleh dengan cara ini sangat sering sesuai dengan sifat utama holografi, yaitu penyimpanan dan reproduksi lebih banyak informasi. (dalam hal ini adalah tentang melihat objek dari sudut yang berbeda) tentang objek tersebut.
Juga menarik:
- Mengapa bintang-bintang berkelap-kelip?
- Mengapa pesawat ruang angkasa dilengkapi dengan prosesor abad ke-20
"hologram" hari ini
Sistem berdasarkan proyektor, yang menampilkan gambar pada berbagai bahan transparan, bekerja sedikit berbeda. Cahaya yang diarahkan dari sudut yang berbeda mengandung informasi tentang gambar yang dilihat dari sisi lain. Sinar akan bertemu di permukaan kaca, air atau, seperti dalam kasus penemuan Polandia yang terlupakan Leia Display, tirai uap, menciptakan kesan gambar tiga dimensi yang muncul di udara (keuntungan utama dari hologram).
Contoh lain adalah layar 2020D dari Looking. Mereka yang memproyeksikan gambar tidak pada permukaan dua dimensi, tetapi membuatnya di dalam tubuh tiga dimensi, misalnya, kaca. Perusahaan, khususnya, telah mengerjakan solusi Looking Glass Factory selama bertahun-tahun, dan kami dapat mengagumi hasil serius pertama dari pekerjaan ini pada tahun XNUMX.
Kita juga dapat menyebutkan sirkus Roncalli Jerman, yang menolak melakukan aksi dengan hewan, meskipun di Jerman, tidak seperti banyak negara Eropa, sirkus dengan hewan tidak dilarang. Sekarang gajah, kuda, dan ikan muncul di arena dalam bentuk hologram.
Sistem, yang memungkinkan pemirsa untuk melihat hologram, menelan biaya lebih dari setengah juta euro.
Juga menarik:
- 10 hal teraneh yang kami pelajari tentang lubang hitam pada tahun 2021
- Terraforming Mars: Bisakah Planet Merah berubah menjadi Bumi baru?
Apakah orang tidak menyadari bahwa mereka hidup dalam hologram?
Tentu saja, bukan tanpa orang-orang yang mendukung gagasan konspirasi dunia. Mereka percaya bahwa Anda dan saya telah hidup dalam satu hologram besar untuk waktu yang lama, bahwa dunia di sekitar kita adalah hologram, sebuah Matriks. Saya akan mencoba menjelaskan semuanya sekarang.
Ketika film "The Matrix" muncul, semua orang sangat terkejut dengan ide naskah, yang muncul dari saudara-saudara Wachowski. Namun, ide yang mendasari kisah Matrix juga hadir dalam filosofi Timur. Beberapa fisikawan kuantum telah lama mengakui bahwa apa yang dijelaskan sains dalam bahasa matematika telah dikenal selama berabad-abad dalam bentuk pesan-pesan keagamaan. Artinya, jika kita percaya teori ini, maka kita hidup dalam hologram besar.
Mereka mengklaim bahwa umat manusia telah menjadi begitu sibuk sehingga tidak dapat memperhatikan beberapa hal. Kita mengamati dunia dan berpartisipasi dalam penciptaannya, sangat sering tanpa menyadari kemungkinan mempengaruhi apa yang terjadi pada kita. Fisikawan sedang mencari bukti keberadaan medan Higgs yang penuh dengan boson berkarakteristik yang disebut partikel dewa, tetapi kami mempertimbangkan informasi tentang pencarian semacam itu secara terpisah dari implikasi penemuan mekanisme semacam itu.
Ternyata konfirmasi keberadaan boson Higgs akan memaksa kita untuk bertanya pada diri sendiri pertanyaan penting tentang sifat dunia dan bagaimana ia diciptakan. Tiba-tiba, ternyata konsep Matriks tidak begitu fantastis, dan kita semua sebenarnya hidup dalam hologram besar, dan kita sendiri adalah hologram.
Kesimpulan tersebut dapat ditarik dari informasi yang diperoleh berkat perkembangan fisika kuantum. Kita tahu pasti bahwa aturan dasar yang menentukan apa yang akan terjadi adalah probabilitas. Kita juga tahu bahwa beberapa eksperimen fisik sama sekali tidak mungkin karena fakta mengamati efeknya menentukan apa yang terjadi di dalamnya. Einstein, menyadari konsekuensi dari pemikiran seperti itu, mengatakan bahwa dunia tidak dapat bergantung pada Tuhan yang bermain dadu.
Bagaimana jika kita benar-benar hidup dalam hologram besar, dan interaksi kita dengannya, ekspresi harapan dan ketakutan kita berinteraksi dengannya, menyebabkan kita mengalami hal yang berbeda? Ada beberapa metode untuk mempengaruhi apa yang terjadi pada kita, yang disebut positif. Siapa pun yang mencobanya tahu itu berhasil, dan sebagian besar karena kami tahu itu seharusnya berhasil. Begitu pula dengan berbagai pengobatan alternatif. Mereka didasarkan pada kemampuan kita untuk mengendalikan hologram dengan menghilangkan pikiran negatif, yaitu melalui keyakinan.
Sains mencari jawaban atas pertanyaan mengapa ada massa, jika materi terdiri dari partikel yang sebenarnya kosong. Namun, bagi kita manusia, tampaknya dunia di sekitar kita masih sangat nyata, dan kita bahkan tidak curiga bahwa jika kita memahami kemampuan kita, semua orang bisa menjadi seperti Neo dari "Matrix" yang dikatakan, atau Buddha yang bisa bergerak terbakar dengan kekuatan pikiran Anda.
Dengan kata sederhana, kita sudah berada dalam Matriks dan kita semua adalah hologram yang tidak bergantung pada apa pun. Saya hanya ingin tersenyum pada gagasan seperti itu tentang dunia kita.
Juga menarik: Tentang komputer kuantum dengan kata-kata sederhana
Akankah setiap orang memiliki hologramnya sendiri?
Tapi kita akan tetap kembali ke kenyataan. Masa depan pasti dalam rendering 3D. Namun, jalan yang harus dilalui masih panjang sebelum hologram asli muncul di jalanan, seperti di film "Blade Runner". Sampai saat itu, kita akan memiliki banyak "hologram simulasi" dan demonstrasi teknologi yang semakin menyesatkan indra kita dan menciptakan kesan bahwa kita sedang melihat objek tiga dimensi yang nyata.
Jadi Google menetapkan pengembang persis seperti tujuan. Diketahui bahwa mereka sedang mengerjakan Project Starline yang menarik, yaitu stan "holografik" untuk percakapan. Mereka sudah menunjukkan beberapa hasil kerja mereka.
Karyawan Google, menggunakan serangkaian kamera dan sensor, menciptakan model 3D akurat dari orang-orang yang berbicara satu sama lain, memberikan kesan bahwa mereka berada di tempat yang sama. Saat ini, solusi ini telah diuji di kantor perusahaan.
Beberapa ilmuwan percaya bahwa kita sudah selangkah lagi dari kemunculan teknologi hologram dalam alat komunikasi sehari-hari antar manusia. Untuk ini, perlu dibangun infrastruktur lain untuk komunikasi generasi berikutnya - jaringan serat optik yang menghubungkan benua dan infrastruktur komunikasi nirkabel 6G generasi keenam. Banyak perusahaan teknologi sudah terlibat dalam kegiatan tersebut. Mungkin dalam beberapa tahun hologram akan menjadi bagian dari kehidupan sehari-hari, tetapi saya berharap itu tidak akan menggantikan komunikasi nyata antar manusia.
Beberapa ilmuwan juga menunjukkan bahwa hologram sudah dapat digunakan, karena teknologi yang sesuai sudah ada, tetapi pada tahap ini sangat mahal sehingga tidak sepenuhnya menguntungkan. Situasinya sangat mirip dengan bagaimana Internet berkembang. Pada tingkat awal, hampir tidak ada yang percaya padanya, dan sekarang tidak mungkin membayangkan masa kini tanpa keberadaannya.
Jadi ada banyak tanda bahwa dalam beberapa tahun kita akan dapat memiliki hologram sendiri untuk mengunjungi teman-teman kita dari kenyamanan rumah kita. Namun, harus diingat bahwa prediksi para ilmuwan mengenai teknologi yang diperlukan tidak selalu menjadi kenyataan.
Anda dapat membantu Ukraina melawan penjajah Rusia. Cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan menyumbangkan dana ke Angkatan Bersenjata Ukraina melalui selamatkan hidup atau melalui halaman resmi NBU.
Berlangganan halaman kami di Twitter dan Facebook.
Juga menarik: