När du letar efter dina förlorade nycklar med en blixtlampa, när fladdermöss upptäcker hinder under sin nattflyg, eller när bilradarer lokaliserar andra bilar på vägen, samma fysiska princip fungerar. Var det lätt, ljud, eller en elektromagnetisk våg i allmänhet, en sondstråle sänds framåt, och en reflekterad våg av samma slag bär den relevanta informationen tillbaka till detektorn.

Det förklarar också varför smygflygplan kan fly radar:genom att absorbera radarenergi, ingen signal reflekteras tillbaka, och de blir osynliga. Den absorberade energin omvandlas sedan till värme som hittills ansågs vara "värdelös", bara för att öka måltemperaturen.

Forskare vid Centrum för mjuk och levande materia, inom Institutet för grundvetenskap (IBS, Sydkorea) fann att temperaturökningen orsakad av sondstrålen kunde användas för att generera en signal i sig för att detektera föremål.

I synnerhet, denna så kallade "aktiva termiska detektion" möjliggör superupplösningsavbildning i alla skalor, jämfört med konventionella tekniker vars tillämpning är begränsad till mikrokopior. Superupplösning avslöjar de små detaljerna i en bild, gör det möjligt att lösa tidigare dolda figurer.

Francois Amblard, den andra författaren till studien ( Naturkommunikation , "Superupplösning som tillhandahålls av den godtyckligt starka superlinjäriteten hos den svarta kroppsstrålningen") säger, "Ingen försökte använda termisk strålning för superupplösning, även om denna signal är så märkbar att den inte går att missa. Vår första och bedrägligt enkla idé är att upptäcka föremål med deras uppenbara signal, den termiska strålningen."

När ett föremål belyses av en sondstråle med tillräckligt med energi för att få dess temperatur att hoppa, dess värmestrålning skjuter i höjden. Faktiskt, vi kan hitta tillämpningen av sådan temperaturökning i vårt dagliga liv, t.ex. för screening av febriga passagerare vid flygplatskontroller. När ett föremål genomgår en temperaturhöjning, den avger en intensiv värmestrålning.

Forskarna verifierade teoretiskt superlinjäriteten hos termisk strålning. De gav en exakt kvantifiering av antalet fotoner som emitteras av ett upphettat föremål och visade att även en liten temperaturökning resulterade i en enorm förändring i ljusemissionen. Denna process, tillsammans med aktiv uppvärmning och ett detektionsschema, kan hjälpa till att upptäcka objekt med mycket hög upplösning.

Dessutom, superupplösningsfaktorn kan höjas godtyckligt om en tillräckligt hög temperatur uppnås. "Vår teori förutspår att den rumsliga utsläppsprofilen kan göras godtyckligt smal, vilket leder till en förbättrad lokalisering av objekt, och även i princip till en godtyckligt stor superupplösning. Man förväntar sig då att bättre kunna lösa två närliggande mål, eller för att bättre upptäcka formen på ett mål, " förklarar, Guillaume Graciani, studiens första författare.

Superupplösningstekniker gjorde det möjligt för oss att se vad som tidigare var osedd, men dess magi har hittills bara fungerat i mikroskopi. I synnerhet, denna studie presenterar termisk strålning och dess inneboende superlinjäritet som ett universellt sätt att superupplösa objekt på alla skalor från mikroskopisk avbildning till flygande objekt som flygplan.

Den aktiva värmedetekteringen hittar också tillämpningar inom värmeavbildning för oförstörande testning, Lidar och Radar-teknologier för självkörande bilar, medel- eller långdistansdetektering av smygobjekt. Det öppnar också ett nytt applikationsområde för de senaste termiska fotodetektorerna, såsom supraledande nanotrådsdetektorer med en foton eller HgCdTe lavinfotodioder.

Till sist, ny typ av termiska prober skulle kunna designas för superupplöst termisk detektering eller avbildning i mikroskopisk skala.