Материалы кажутся нам непрозрачными, потому что их неупорядоченная структура сильно преломляет, рассеивает и отклоняет падающий свет. В результате большая его часть на другую сторону не проходит. Физики, работающие с Притамом Паем из Утрехтского университета, нашли способ, с помощью которого световые лучи могут почти беспрепятственно проходить даже сквозь сильно рассеивающую среду.
В качестве непрозрачного тестового материала экспериментаторы использовали тонкий слой порошкового оксида цинка, просвечивая его различными формами световых волн и режимов и измеряя, как они попадают в находящийся позади детектор, поскольку способ проникновения света в объект зависит не только от длины волны, но и от ее формы. На основе этого исследователи смогли вычислить, какие волновые картины были изменены слоем оксида цинка, словно рассеяния волн вообще не было.
Физики показали, что существует особый класс световых волн, так называемые световые моды, инвариантные к рассеянию, которые генерируют точно такой же волновой рисунок на детекторе, независимо от того, проходила ли световая волна только по воздуху или же проникала сквозь сложный слой оксида цинка. По сравнению с множеством обычных световых форм, эти моды очень редки.
Однако с помощью целевых измерений и математических моделей можно определить режимы, подходящие для разных материалов. Комбинируя несколько инвариантных к рассеянию световых мод, ученые получали форму волны, способную передавать сквозь рассеивающую среду оптическую информацию, например картинку. В эксперименте это было изображение типичного узора созвездия Большой Медведицы. При этом практически непрозрачный слой оксида цинка не менял форму световых волн, а немного ослаблял их.
Как объясняют физики, этот метод можно использовать не только для передачи оптической информации сквозь непрозрачные носители, но и для новых процессов построения изображений, например в биологических экспериментах, позволяющих заглянуть внутрь клетки, в медицине и при исследованиях материалов.
