Quando cerchi le tue chiavi smarrite con una lampada flash, quando i pipistrelli rilevano ostacoli durante il volo notturno, o quando i radar delle auto localizzano altre auto sulla strada, lo stesso principio fisico funziona. sia leggero, suono, o un'onda elettromagnetica in generale, un raggio sonda viene inviato in avanti, e un'onda riflessa dello stesso tipo riporta le informazioni rilevanti al rivelatore.

Questo spiega anche perché gli aerei stealth possono sfuggire ai radar:assorbendo energia radar, nessun segnale viene riflesso indietro, e diventano invisibili. L'energia assorbita viene poi convertita in calore che fino ad ora si credeva "inutile", solo per aumentare la temperatura target.

Ricercatori del Center for Soft and Living Matter, all'interno dell'Istituto per le Scienze di Base (IBS, Corea del Sud) ha scoperto che l'aumento di temperatura causato dal raggio della sonda potrebbe essere utilizzato per generare un segnale di per sé per il rilevamento di oggetti.

In particolare, questo cosiddetto "rilevamento termico attivo" consente l'imaging a super-risoluzione a tutte le scale, rispetto alle tecniche convenzionali la cui applicazione è limitata alla sola microcopia. La super risoluzione svela i piccoli dettagli di un'immagine, che consente di risolvere figure precedentemente nascoste.

Francois Amblard, il secondo autore dello studio ( Comunicazioni sulla natura , "Super-risoluzione fornita dalla superlinearità arbitrariamente forte della radiazione del corpo nero") dice, "Nessuno ha provato a usare la radiazione termica per la super-risoluzione, anche se questo segnale è così evidente che non può essere perso. La nostra prima e ingannevolmente semplice idea è quella di rilevare gli oggetti con il loro segnale ovvio, la radiazione termica."

Quando un oggetto è illuminato da un raggio di sonda con energia sufficiente a far salire la sua temperatura, la sua radiazione termica sale. Infatti, possiamo trovare l'applicazione di tale aumento di temperatura nella nostra vita quotidiana, per esempio. per lo screening dei passeggeri febbrili ai controlli aeroportuali. Quando un oggetto subisce un aumento di temperatura, emette un'intensa radiazione termica.

I ricercatori hanno verificato teoricamente la super-linearità della radiazione termica. Hanno fornito una quantificazione esatta del numero di fotoni emessi da un oggetto riscaldato e hanno mostrato che anche un piccolo aumento di temperatura ha provocato un enorme cambiamento nell'emissione di luce. Questo processo, insieme al riscaldamento attivo e a uno schema di rilevamento, potrebbe aiutare a rilevare oggetti a una risoluzione molto alta.

Inoltre, il fattore di super-risoluzione può essere arbitrariamente aumentato se viene raggiunta una temperatura sufficientemente alta. "La nostra teoria prevede che il profilo spaziale di emissione possa essere reso arbitrariamente stretto, portando a una migliore localizzazione degli oggetti, e anche in linea di principio a una super risoluzione arbitrariamente grande. Ci si aspetta quindi di poter risolvere meglio due bersagli vicini, o per rilevare meglio la forma di un bersaglio, " spiega, Guillaume Graciani, il primo autore dello studio.

Le tecniche di super risoluzione ci hanno permesso di vedere ciò che prima non si vedeva, ma finora la sua magia ha funzionato solo in microscopia. In particolare, questo studio presenta la radiazione termica e la sua intrinseca superlinearità come un modo universale per la super risoluzione di oggetti a tutte le scale, dall'imaging microscopico agli oggetti volanti come gli aerei.

Il rilevamento termico attivo trova applicazioni anche nella termografia per prove non distruttive, Tecnologie Lidar e Radar per auto a guida autonoma, rilevamento a medio o lungo raggio di oggetti invisibili. Apre inoltre un nuovo campo di applicazioni per i più recenti fotorivelatori termici, come rivelatori a singolo fotone a nanofili superconduttori o fotodiodi a valanga di HgCdTe.

Finalmente, nuovi tipi di sonde termiche potrebbero essere progettati per il rilevamento termico super-risolto o l'imaging su scala microscopica.