Bilkent Üniversitesi’nden bir grup bilim insanı Star Trek’in fantastik bir “teknolojisini” geleceğe daha yaklaştırmış olabilir. Ünlü bilim kurgu dizisindeki Holodeck’e giren karakterler kendilerini gerçek görünümlü ancak simülasyon ile oluşturulmuş 3 boyutlu bir ortamda bulabiliyor. Ancak, gerçek hayatta, 3 boyutlu holografik görüntü oluşumu oldukça zorlu bir problem. Şimdi, Fizik, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümlerinden ve Ulusal Nanoteknoloji Merkezinden (UNAM) araştırmacılar temel bir matematik sonucunu kullanarak mevcut limitasyonları aştılar. Böylelikle ilk kez hem gerçekçi gözüken hem de hemen her açıdan görülebilen 3 boyutlu hologramlar oluşturdular. Elde ettikleri sonuçlar Nature Photonics dergisinin Nisan 2019 sayısında “Breaking crosstalk limits to dynamic holography using orthogonality of high-dimensional random vectors” başlığı altında yayınlandı.
Yazarların açıkladığı üzere, 3 boyutlu hologram oluşturmak için çok sayıda 2 boyutlu görüntüyü arka arkaya, dilimler halinde dizerek yerleştirmek gerekiyor. Ancak, bugüne kadar, dilimler arasında oluşan girişim nedeniyle toplam görüntü flu oluyor ve gerçekçi bir görüntü oluşturulamıyordu. Bu problemi çözmeye uğraşan biliminsanları kullanılan optik teknolojisini geliştirerek bir çözüm bulmaya odaklanmışlardı.
Ancak Doçent F. Ömer İlday’ın (Fizik, Elektrik Elektronik Mühendisliği ve UNAM) paylaştığı üzere Bilkent ekibi çözüm için temel matematiğe yöneldi: “Dilimler arası girişimin sebebi kullanılan fiziksel objeler değil, etkileşimin matematiği. Ancak, birbirine göre rastgele seçilmiş, çok boyutlu vektörler birbirlerine dik oluyorlar — bu merkezi sınır teoremi ve büyük sayılar yasasının bir sonucu. Biz bu özelliği ve hoş ama basit bir dalgadüzlemi tekniğini kullandık ve her dilim rastgele bir faz ekleyerek dilimler arası girişimi, yeni bir optik kullanmaya gerek kalmadan, bertaraf ettik.”
Doktor Öğretim Üyesi Onur Tokel (Fizik ve UNAM) ekliyor: “3 boyutlu bir objenin ön, orta, arka taraflarını aynı anda yansıtmak mümkün değildi. Bu meseleyi Jean-Baptiste Joseph Fourier ve Augustin-Jean Fresnel’in denklemleri arasında basit bir bağlantıyı kullanarak astık. Bu özelliği kullanarak, sadece birkaç görüntünün en iyiyi temsil ettiği durumdan, bin görüntüye ulaşmayı başardık.”
Ekip, geliştirdiği 3 boyutlu projeksiyon kapasitesiyle holografinin tam potansiyelinin ortaya konulmasının yolunu açabildiğini vurguluyor: “Bizim elde ettiğimiz hologramlar, şimdiden, bügüne kadar dijital olarak sentezlenmiş tüm 3 boyutlu hologramları her açıdan geçmekte.” Doktor Öğretim Üyesi Serim İlday (UNAM) ekliyor: “Geliştirdiğimiz yöntem, statik veya dinamik, tüm hologram tiplerine uygun. Bu nedenle, fırsatlar geniş. İlk etap uygulamalar medikal uygulamalar için 3 boyutlu ekranlar veya hava trafik kontrol sistemleri, ayrıca lazer-malzeme etkileşimleri ve mikroskopi.”