「闇のビーム」で物体を見えなくする技術

シンガポール国立大学の研究チームが、「闇のビーム」を照射することによって、物体を見えなくできる装置を開発した。

この装置は、従来の光学的手法を逆転させたものだ。光学技術は一般に、可能な限り鮮明な像を結ぶことを目指す。通常の結像系では、光を集束して点拡がり関数というパターンをつくりだす。これは、高強度の光の山（メインローブ）が中央にあり、その外側を低強度の光が同心状に囲み、さらにその外側に高強度のローブがある、というパターンだ。

解像度を最大限に高めるには、中央のローブの幅を狭く、強度を高くして、外側のローブを抑制しなくてはならない。そのようにすると、非常に鮮明で境界のくっきりとした像が結ばれる（冒頭画像の「b」にある「Super-resolution」）。

しかし、これと正反対の手法を用いることで、研究チームは巨視的物体（分子以上の物質世界のこと）をビームで見えなくすることに成功した。すなわち、外側のローブの強度を高め、中央のローブを抑制して、中央領域の光の電界強度をほぼゼロにするのだ。

研究では、特殊なレンズを使って中央のローブをぼかし、外側のローブの強度を高めた。この3次元領域にある物体は解像されないため、目に見えなくなる。チームはこの現象を、「反解像」（anti-resolution）と名づけた（冒頭画像のd）。

研究では、大きさ40マイクロメートルの3次元物体（アルファベットのNの文字）を、単一周波数の光（赤色レーザー光線）から隠すことに成功した。

「この新たな光の操作スキームは、光学結像系に非常に多くの可能性をもたらすものだ。何かの背後にあるものを見る軍事用の監視技術や、高い電界強度で囲んで物体を覆い隠すといった用途が考えられる」と、研究を指揮したシンガポール国立大学、電気・コンピューター工学部のチャオ・ワンは説明している。

この技術を応用すれば、将来、物体に向けて使用できる「透明銃」のようなものが作れるかもしれない。しかしそのためには、この技術を幅広い周波数の光に使えるようにしなくてはならない。

TEXT BY OLIVIA SOLON

IMAGES BY UNIVERSITY OF SINGAPORE

TRANSLATION BY TOMOKO TAKAHASHI/GALILEO