Можно ли «сфокусировать» радиоволну на область, намного меньшую, чем ее длина волны?

Недавно я читал о технологии, которая использует радиоволны для возбуждения нейронов. Преимущество радиоволн в том, что они могут проходить через череп (следовательно, они неинвазивны), но они очень грубые. Можно ли воздействовать на отдельные нейроны радиоволнами (например, если группа маломощных радиоволн сойдется в фокусной точке размером всего в несколько нанометров, не распространяясь на окружающие ткани)?

http://sfari.org/news-and-opinion/toolbox/2012/radio-waves-turn-on-gene-expression

Ответы (2)

Мой первоначальный ответ заключается в том, что это невозможно в лабораторных условиях, длины волн огромны,

Длина волны — это расстояние от одного пика электрического поля волны до другого и обратно пропорционально частоте волны. Расстояние, которое радиоволна проходит за одну секунду в вакууме, составляет 299 792 458 метров (983 571 056 футов), что соответствует длине волны радиосигнала в 1 герц. Радиосигнал частотой 1 мегагерц имеет длину волны 299,8 метра (984 фута).

Чтобы сфокусировать волну, нужно уметь взаимодействовать с лучом, когерентно преломлять его, создавать линзу. Размер линзы должен быть соизмерим с длиной волны, нанометры — не предел. Посмотрите на размер антенн, используемых для радиосвязи.

Тем не менее, все вышесказанное относится к обычным материалам и геометрии линз.

Поискав в Интернете, я нашел в новостях MIT :

Исследователи из Массачусетского технологического института изготовили трехмерную легкую линзу из метаматериала, которая фокусирует радиоволны с предельной точностью. Вогнутая линза обладает свойством, называемым отрицательным преломлением, изгибая электромагнитные волны — в данном случае радиоволны — в направлении, прямо противоположном тому, с которым работала бы обычная вогнутая линза.

         .......

Чтобы протестировать линзу, исследователи поместили устройство между двумя радиоантеннами и измерили энергию, прошедшую через нее. Эренберг обнаружил, что большая часть энергии может проходить через линзу, при этом очень мало теряется в метаматериале — значительное улучшение энергоэффективности по сравнению с прошлыми конструкциями с отрицательным преломлением. Команда также обнаружила, что радиоволны сходятся перед объективом в очень определенной точке, создавая плотный сфокусированный луч.

             .......................

Устройство, которое весит менее фунта, может использоваться для точного фокусирования радиоволн на молекулах для создания изображений с высоким разрешением — изображений, которые в настоящее время создаются с использованием громоздких, тяжелых и дорогих линз. Эренберг говорит, что такое легкое устройство можно было бы установить и на спутники для съемки звезд и других небесных тел в космосе, «куда не хочется поднимать здоровенный объектив».

Так что, в принципе, с этого момента ответ положительный.

Спасибо за этот прекрасный ответ. Однако недавно я прочитал это: физика . чем длина волны. И именно в этот момент амплитуда будет меняться с правильной частотой. Вы согласны? Это заставляет меня задаться вопросом, какую именно проблему должен был решить «метаматериал» Массачусетского технологического института, если мы уже могли достичь фокусировки с высоким разрешением с помощью фазовых решеток.
@pete - Материалы с отрицательными показателями преломления очень интересны и полезны. Метаматериал , упомянутый в сообщении Анны, по-видимому, снижает потери энергии при прохождении радиоволны через материал (по сравнению с предыдущими попытками). Другое преимущество заключается в том, что эти материалы не должны быть огромными по размеру/площади для фокусировки радиоволн по сравнению с более традиционными методами. Я помню, как в аспирантуре слушал лекцию об этих материалах с отрицательным преломлением , и я был поражен тем, на что они способны, хотя, к сожалению, я смутно помню подробности.

что-то вроде микроволнового генератора в микроволновой печи может испускать энергетические волны разного спектра. и его относительно сфокусировано, как лазерный луч. человеческая мозговая волна мыслей присутствует в мозге в виде небольших участков. Таким образом достигается контроль/манипулирование сознанием и обнаружение.