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L'”Holodeck” di Star Trek, in italiano “ponte ologrammi” o “sala ologrammi”, è una tecnologia (immaginaria) che permette di ricreare scene molto realistiche con l’aiuto di una combinazione di campi di forza, replicazione della materia, sistemi di proiezione olografica e tecniche di riproduzione sonora molto sofisticate. La tecnologia olografica della realtà riuscirà mai a raggiungere questo livello?

Un team di scienziati dell’Università di Bilkent, in Turchia, ha da poco pubblicato uno studio che sembra alimentare questa speranza, presentando i primi ologrammi 3D realistici che possono essere visualizzati da qualsiasi angolazione. Ghaith Makey, principale autore principale dell’articolo comparso su Nature Photonics, ha dichiarato: “La nostra tecnica può funzionare in tempo reale e sicuramente aprirà la strada all’olografia video 3D dinamica, creando una sorta di versione semplificata di un Holodeck”.

La proiezione olografica 3D si basa sullo “stacking back-to-back” (“impilamento in successione”) di un gran numero di immagini 2D. Il problema è che queste immagini “parlano” tra loro e l’interferenza tra le immagini rende la proiezione 3D sfocata e lontana dall’avere un aspetto realistico. “Il motivo per cui si verificano queste interferenze è da ricercarsi nella matematica, non nelle carenze dei componenti fisici. Qualsiasi coppia di vettori altamente dimensionali mutualmente casuali tende a essere ortogonale: questo risultato di base è una conseguenza del Teorema del limite centrale e della Legge dei grandi numeri. Noi abbiamo usato questa proprietà e, aggiungendo una fase casuale a ogni immagine, abbiamo eliminare questo ‘cross-talk’ tra immagini senza usare strumenti ottici” ha spiegato Omer Ilday, tra gli autori della ricerca. “L’impossibilità di proiettare simultaneamente la parte posteriore, centrale e frontale di un oggetto 3D è stata risolta attraverso una semplice connessione tra le equazioni sviluppate da Fourier e Fresnel: usando queste proprietà matematiche, avanziamo lo stato dell’arte dalla proiezione da 3-4 immagini a 1000 proiezioni simultanee”.

“Le prestazioni di proiezione 3D miglioreranno sempre di più con l’aumento della risoluzione dell’ologramma perché il risultato dell’ortogonalità diventa esatto per dimensioni infinite. Dato che le tecnologie di visualizzazione continuano a migliorare e a supportare la risoluzione più elevata, otterremo ologrammi sempre più realistici con l’utilizzo della nostra tecnica”, ha aggiunto Makey.

Il team crede che il pieno potenziale dell’olografia sarà raggiunto man mano che questa tecnica 3D diventerà alla portata di tutti. “I nostri ologrammi superano già, in termini di qualità, tutti i precedenti ologrammi 3D sintetizzati digitalmente. Il nostro metodo è universalmente applicabile a tutti i tipi di media olografici, siano essi statici o dinamici. Le opportunità sono vaste: le applicazioni immediate riguardano schermi 3D per uso medico, per la visualizzazione o il controllo del traffico aereo, ma anche interazioni tra materiali laser e microscopia” ha concluso Ilday.

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