Una nuova ricerca dell'Università di Tel Aviv consentirà alle fotocamere di riconoscere i colori che l'occhio umano e persino le normali fotocamere non sono in grado di percepire.

La tecnologia consente di visualizzare gas e sostanze come l'idrogeno, carbonio e sodio, ognuno dei quali ha un colore unico nello spettro infrarosso, così come i composti biologici che si trovano in natura ma sono "invisibili" ad occhio nudo o normali fotocamere. Ha applicazioni rivoluzionarie in una varietà di campi dai giochi per computer e la fotografia, nonché le discipline della sicurezza, medicina e astronomia.

La ricerca è stata condotta dal Dr. Michael Mrejen, Yoni Erlich, Dr. Assaf Levanon e Prof. Haim Suchowski del Dipartimento di Fisica del Materiale Condensato della TAU. I risultati dello studio sono stati pubblicati nel numero di ottobre 2020 di Recensioni su laser e fotonica .

"L'occhio umano capta fotoni a lunghezze d'onda comprese tra 400 nanometri e 700 nanometri, tra le lunghezze d'onda del blu e del rosso, " spiega il dottor Mrejen. "Ma questa è solo una piccola parte dello spettro elettromagnetico, che comprende anche le onde radio, microonde, Radiografie e altro. Al di sotto dei 400 nanometri ci sono radiazioni ultraviolette o UV, e sopra i 700 nanometri c'è radiazione infrarossa, che a sua volta è diviso in quasi, medio e lontano infrarosso.

"In ciascuna di queste parti dello spettro elettromagnetico, c'è una grande quantità di informazioni sui materiali codificati come "colori" che fino ad ora sono stati nascosti alla vista."

I ricercatori spiegano che i colori in queste parti dello spettro sono di grande importanza, poiché molti materiali hanno una firma unica espressa come colore, soprattutto nella gamma del medio infrarosso. Per esempio, le cellule cancerose potrebbero essere facilmente rilevate in quanto hanno una maggiore concentrazione di molecole di un certo tipo.

Le attuali tecnologie di rilevamento a infrarossi sono costose e per lo più non sono in grado di riprodurre quei "colori". Nell'imaging medico, sono stati eseguiti esperimenti in cui le immagini a infrarossi vengono convertite in luce visibile per identificare le cellule tumorali dalle molecole. Ad oggi, questa conversione ha richiesto fotocamere molto sofisticate e costose, che non erano necessariamente accessibili per uso generale.

Ma nel loro studio, I ricercatori TAU sono stati in grado di sviluppare una tecnologia economica ed efficiente che può essere montata su una fotocamera standard e consente, per la prima volta, la conversione dei fotoni di luce dall'intera regione del medio infrarosso alla regione del visibile, a frequenze che l'occhio umano e la telecamera standard possono rilevare.

"Noi umani possiamo vedere tra il rosso e il blu. Se potessimo vedere nel regno dell'infrarosso, vedremmo che elementi come l'idrogeno, carbonio e sodio hanno un colore unico, " spiega il prof. Suchowski. "Quindi un satellite di monitoraggio ambientale potrebbe 'vedere' un inquinante emesso da una pianta, oppure un satellite spia vedrebbe dove vengono nascosti esplosivi o uranio. Inoltre, poiché ogni oggetto emette calore nell'infrarosso, tutte queste informazioni potevano essere viste anche di notte."

Dopo aver registrato un brevetto per la loro invenzione, i ricercatori stanno sviluppando la tecnologia grazie a una sovvenzione del progetto KAMIN dell'Autorità per l'innovazione, e hanno già incontrato un certo numero di aziende sia con sede in Israele che internazionali.