این فیلتر فقط به نورهای عمود اجازه ی ورود می دهد

این دستگاه جدید به نورها اجازه می دهد تا از یک جهت عبور کنند – و مانع گذر بقیه نورها می شود.
فیلتر جدید به نور اجازه عبور می دهد – اما تنها، نوری که با زاویه ی عمود تابیده شود اجازه عبور دارد. در این جا اشعه نوری که از موقعیت ساعت 1 می آید خارج از فیلتر باز تاب می یابد. اما پرتوهای دیگر از طریق فیلتر به طور مستقیم حرکت می-کنند.
WEISHUN XU AND YUHAO
دانشمندان به تازگی نوع جدیدی از فیلتر نوری را ساختند که فوق العاده تکان دهنده است. این فیلتر که از دسته ای از مواد شفاف ساخته شده، تنها به نورهایی اجازه ی ورود می دهد که از جهت خاصی بیایند. هر نور با شعاع دیگری همان موقع خارج از فیلتر باز تاب خواهد یافت.
چنین دستگاهی می تواند دور بین ها را با کاهش تشعشع خورشیدی بهتر نماید. فیلتر جدید می تواند با مسدود نمودن نور ستاره های درخشان حساسیت تلسکوپ را افزایش دهد که در غیراین صورت می بایست اشیای تاریک را حذف می کردند. این فیلتر می بایست به عمل کرد سلول های خورشیدی کمک کند، که نور را به برق (الکتریسیته) تبدیل می کنند. حتی می-بایست مانع یواشکی نگاه کردن به آن چه که روی صفحه ی کامپیوتر شما است، شود.
از هزاران سال پیش، افراد نور را فیلتر کرده اند. برای مثال، شیشه کاری منقوش (رنگ آمیزی شده) تنها به نوری اجازه ی گذر می دهد که تک رنگ باشد. در یک جفت شیشه 3 بعدی، هر لنز تنها به نور معینی اجازه ی گذر می دهد (هر چشم تصویر متفاوتی را دریافت می کند. تنها زمانی که مغز آن دو تصویر مجزا را ترکیب نماید، یک تصویر آشکار می شود). فیلتر جدید اولین وسیله ای است که نور را از جهت خاصی می پذیرد.
Yichen Shen از مؤسسه فناوری ماساچوست، در دانشگاه کمبریج روی دستگاه جدیدی کار نمود. به عنوان فیزیک دان، او و دانشمندان همراهش در باره ی نحوه ی رفتار نور مطالب زیادی را درک کردند. آنها می دانند ممکن است زمانی که نور از یک ماده می گذرد و به ماده ی دیگری وارد می شود، تغییر جهت دهد. (شما می توانید این تغییر را خودتان در نحو ه ی استفاده از نی برای نوشیدن یک لیوان آب ببینید که به نظر می رسد جایی که آب با هوا برخورد می کند، نی خمیده می شود). هم چنین نور ممکن است باز تاب داده شود. اما اگر نور با دومین ماده تنها با زاویه ای قائمه برخورد کند، مسیرش را بدون تغییر ادامه می دهد. دانشمندان از آن به عنوان زاویه بروستر یاد می کنند.
چن و همکارانش فیلتر جدید خود را با استفاده از لایه های متناوب (پشت سر هم) شیشه و اکسید تانتال ساختند. گاهی اوقات ماده دوم برای ساختن لنز استفاده می شود. دانشمندان می دانستند که زاویه بوستر برای فرستادن نور از طریق یک ماده به درون ماده دیگر زاویه 55 درجه ی محور عمودی بود.
کار شناسان نیاز داشتند تا به یقین برسند که نوری که از هر زاویه دیگری می آمد کاملاً مسدود می شد. پس آنها 84 لایه فوق العاده نازک از دو ماده ی شفاف شان را روی هم انباشتند. با این کار فیلترشان ساخته شد. اکنون هر نور نا خواسته ای باید بازتاب داده شود یا به محض عبور از یک لایه به لایه بعدی منحرف شود. با وجود تعداد خیلی زیاد لایه ها، سر انجام فیلتر همه نورهای نا خواسته را باز تاب می داد. تنها نوری از فیلتر تابانده می شود که از زاویه مطلوب باشد. و محققان دست یابی به این موفقیت را در 27 مارچ در نشریه Science گزارش دادند.
پیتر برمل، یک مهندس الکترونیک در دانشگاه Purdue در West Lafayette Ind که روی این فیلتر جدید کار نکرده بود، به Science news گفت: این کار یک روی کرد خیلی هوشمندانه ای است.
شن و همکارانش فیلتری با ابعاد 2 تا 4 سانتیمتری (8/0 تا 6/1 اینچ) را با قراردادن آن بین دوربین و تصویر رنگین کمان آزمایش نمودند. تنها در مورد هر موقعیتی که آنها فیلتر را چرخاندند، فیلتر مثل آیینه عمل نمود. در هر کدام از این زوایا، رنگین کمان از نظر پنهان باقی ماند. اما زمانی که دانشمندان فیلتر را با زاویه 55 درجه نسبت به دوربین قرار دادند (عمودی)، دستگاه شفاف شد. سرانجام تمام رنگین کمان نشان داده شد.
شن و همکارانش گزارش می کنند که هر رنگی بدون مشکل از فیلتر گذر می کند. شن به Science news گفت: همان روی کرد باید با انباشته سازی تقریبی هر زوج ماده ی شفاف عمل کند.

واژگان مهم

زاویه: فضای بین (معمولاً با درجه اندازه گیری شده) دو خط یا دو سطح متقاطع در نقطه ای که با هم برخورد می کنند یا در نزدیکی آن نقطه.
زاویه بروستر: زاویه ای - منسوب به صفحه ای که به طور عمودی می چرخد (بالا و پایین)- که در آن نور وارد شونده به ماده جدید منحرف و کج نمی شود.
مهندسی: زمینه تحقیقی که از ریاضیات استفاده می کند و علمی برای حل مسایل عملی.
فیلتر: صفحه نمایش، ورقه یا لایه ای از ماده ای که نور یا پرتوهای دیگر را جذب می کند یا به گونه گزینشی از ارسال برخی اجزای سازننده اش جلو گیری می کند.
لنز: (در فیزیک) ماده ای شفاف که می تواند اشعه های موازی نور را زمانی که از این ماده عبور می کنند، یا متمرکز نماید یا پراکنده سازد.
فیزیک دان: دانشمندی که ماهیت و خواص جسم و انرژی را مطالعه می کند.
شفافیت: اجازه ی نور برای گذر نمودن، طوری که اشیای پشت آن بتوانند بطور مشخص دیده شوند.
عمودی: جهتی که به بالا و پایین اشاره دارد. بر خلاف جهت افقی، که موازی با زمین ادامه می یابد.