كما قرأت في العنوان، تقنية الهولوجرام أو ما تعرف باسم التصوير التجسيمي.
هل فكرت أنه بإمكاننا تسجيل الضوء! وما الغريب في الأمر. قمنا بتسجيل الصوت ووضعناها على أشرطة الكاسيت والأقراص المدمجة. إذًا يمكننا أن نسجل أشعة الضوء بل ونحتفظ بها أيضًا.
فكر معي في شيء طالما اردنا رؤيته لكننا لم نستطع، هل وجدت شيء؟
ما رأيك في الديناصورات، أو ربما الماموث الذي شاهدناه في Ice-Age.
اليوم سنتعرف على تقنية سحرية بإمكانها تجسيم الصور وجعلها كأنها حية أمامك، بإمكانك أن تدور حولها، وتشاهد تفاصيلها بدقة، ليست صورة فوتوغرافية عادية، بل صورة تنبض بالحياة.
لكن في حال أردت ملامسة الصورة التي تراها أنت مجسمة ونابضة بالحياه وتتحرك أمامك لن تجد شيء سوى الضوء!
ما هي تقنية الهولوجرام؟
الهولوجرام : هو تقنية تصوير تمكنك من الحصول على صورة إفتراضية ثلاثية الأبعاد لجسم ما. ويتم إنتاجها عن طريق المعلومات التي يتم تخزينها على لوح هولوجرافي.
ماذا نعني باللوح الهولوجرافي؟
اللوح الهولوجرافي: هو عبارة عن شريحة تسجيل، بإمكانك اعتبارها كأقراص مدمجة (CD). فكما أنه يمكننا وضع العديد من المعلومات مثل المقطع الصوتي عليه، فإن اللوح الهولوجرافي يحوي ايضًا على معلومات بإمكاننا استخدامها لنعيد إنشاء صورة جسم في فضاءنا من جديد!
فكما القرص المدمج قد يحوي على معلومات صوتية على سبيل المثال، فاللوح الهولوجرافي فيحوي معلومات عن الضوء.
هل يمكن حفظ وتسجيل اشعة الضوء؟
ربما لم نفكر في الأمر مسبقًا، الضوء هو شكل من أشكال الطاقة والتي تنتقل عبر عالمنا بسرعة كبيرة تصل إلى 3×10^8 km في الثانية الواحدة. ونحن نرى الاشياء من حولنا يا صديقي لأنك نمتلك أذكى وأعقد كاشف ضوئي، ألا وهو عينيك التي تعمل باستمرار على التقاط الأشعة الضوئية التي ارتدت عن اﻷجسام القريبة، وبالتالي يستطيع دماغك بناء تصور عن العالم من حولنا بشكل دائم التغير.
لكن التحدي الوحيد أننا لا نستطيع أن نحتفظ بتسجيلات لما تراه أعيننا.
من الممكن أن يجلب إليك عقلك بعض الذكريات والصور التي رأيتها مسبقًا. لكن هل بمقدورك أن تعيد إنشاء صور لأجسام بأبعادها المختلفة في الفضاء قد اختفوا منه!
الطريق إلى تقنية الهولوجرام
بدأت تقنية الهولوجرام خطواتها الأولى في عام 1947 في معمل لشركة هندسة كهربائية حيث يعمل دنيس غابور على تطوير المجهر الإلكتروني. وهذه الأداة زادت مائة مرة من قدرة المجهر الإلكتروني على إنتاج صورة منفصلة للأجسام المتقاربة، كما أنها ساعدت في فهم التركيب الذري.
لكن آلية عمل النظام حينها لم تساعد غابور، فقد واجهته مشكلة نتيجة استخدام عدسات غير كروية في الميكرسكوب.
وظل يفكر في حل لهذا الأمر، حتى توصل لفكرة أن يحصل على صورة الإلكترون ذات الجودة المنخفضة جدًا ويقوم بتصحيح الصورة بطريقة ضوئية.
وهذه الطريقة هي التي ستعرف فيما بعد بتقنية الهولوجرام أو التصوير الجسيمي.
ما هي فكرة عمل تقنية الهولوجرام؟
تقوم فكرة العمل على خطوتين أساسيتين:
1. الخطوة الأولى هي التسجيل، تسجيل الأنماط على اللوح الهولوجرافي، وهو لوح زجاجي مُغطى بمادة حساسة للضوء.
وقتها أطلق جابور على نمط التداخل اسم “هولوجرام” فالكلمة الإغريقية القديمة “Holo” والتي تعني بالإنجليزية Whole” أي كاملة؛ وذلك لأنها تحوي على المعلومات الكاملة الخاصة بموجة الجسم مثل (الطور والسعة) والتي تعني بالإنجليزية (phase and amplitude).
2. الخطوة الثانية هي إعادة الإنشاء، وفيها يتم إضاءة الهولوجرام بطريقة معينة،
حيث يُسمح فيها بأن يتوافق الضوء الآتي من الهولوجرام مع موجة الجسم الأصلي فنرى الصورة وكأنها أصل!
إذًا الأساس الفيزيائي للهولوجرام يعتمد على طبيعة الضوء وتداخلاته (في خطوة التسجيل) وإنحرافه/حيوده (في مرحلة إعادة الإنشاء).
تقنية الهولوجرام وجائز نوبل
ظل غابور يعمل طيلة الأعوام، لكن لكي يميّز بين هدب التداخل، كان على المصدر الضوئي أن يكون مصدر متزامن (coherent) أي له نفس الطور. أي تتفق قمم الموجات مع بعضها البعض. وهذا كان ذلك قبل اختراع الليزر حيث تم اختراع الليزر.
من أجل ذلك صنع غابور أول هولوجرام في 1948 بواسطة مصدر ضوئي كان يعتبر من أفضل مصادر الضوء المتزامن حينها وهو مصباح قوسي من الزئبق Hg-Arc lamp.
و قد تم استخدام تقنية دينس فيما يعرف باسم الهولوجرام الإلكتروني وحصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1971. لكن الهولوجرام الضوئي لم نتحصل عليه بصورته المثالية التي نعرفها في الفترة الحالية إلا بعدما اخترعنا الليزر في عام 1960 وبعد مساهمات العديد من العلماء في تطوير التقنية.
خمسة أشياء اعتمد عليها دنيس في تقنية الهولوجرام
1. جهاز ليزر: ويفضل أن يكون ليزر الهليوم– نيون وهو الذي ينتج ضوءًا أحمر.
2. عدسات: لتقوم بتشتيت الضوء على مساحة من الجسم المراد تصويره.
3. مرايا : لتقوم بتوجيه اشعة الليزر إلى العدسات والمجزيء ثم إلى الجسم المراد.
4. مجزيء الضوء: وهو يقوم بفصل شعاع الليزر إلى جزئين، بحيث يتم تمرير جزء من الشعاع الليزر وعكس الجزء الأخر
5.فيلم الهولوجراف: وهو الذي يقوم بتسجيل المعلومات الكاملة الخاصة بالهولوجرام.
ماهي تطبيقات تقنية الهولوجرام؟
بما تظن أن الهولوجرام بعيد كل البعد عن واقعنا المعاصر، لكن في الحقيقة الهولوجرام يتم إستخدامه الآن في بعض المتاحف مثل متحف هولوجرام تبليسي، كما أن الأمر تجاوز الصور ليساعد طلاب الطب في دراستهم للتشريح بإمكانك مشاهدة هذا، بل وحتى في التجارة من خلال الترويج للمنتجات.
ولازال هنالك العديد من التطبيقات التي من الممكن أن نستخدم بها هذه التقنية.
شاركنا في التعليقات بما تريد معرفته عن تقنية الهولوجرام أو التصوير الجسيمي ثلاثي الابعاد. وإذا وجدت المقال نافعًا لا تنسى مشاركته بين أصدقاءك.
