关于隐形的最佳信息
激光束可用于精确测量物体的位置或速度。然而，通常情况下，需要对这个物体有一个清晰、通畅的视野——而且这个先决条件并不总是得到满足。例如，在生物医学中，检查嵌入在不规则、复杂环境中的结构。在那里，激光束被偏转、散射和折射，通常无法从测量中获得有用的数据。
然而，研究人员现在已经能够证明，即使在如此复杂的环境中也可以获得有意义的结果。事实上，有一种方法可以专门修改激光束，使其即使在复杂、无序的环境中也能准确地传递所需的信息——而且不仅仅是近似地，而是以物理上最佳的方式。自然不允许使用相干激光获得更高的精度。新技术可以用于非常不同的应用领域，甚至可以用于不同类型的波浪。
“您总是希望获得尽可能好的测量精度——这是自然科学的核心要素，”来自 TU Wien 的 Stefan Rotter 说。 “例如，让我们想想巨大的 LIGO 设施，它被用来探测引力波。在那里，您将激光束发送到镜子上，激光与镜子之间距离的变化会被极其精确地测量。”之所以如此有效，是因为激光束是通过超高真空发送的。任何干扰，无论多么小，都必须避免。
但是，当您处理无法消除的干扰时，您能做些什么呢？想象一块玻璃面板，它不是完全透明，而是像浴室窗户一样粗糙和未抛光。光可以穿过，但不能直线穿过。光波被改变和散射，因此我们无法用肉眼准确地看到窗户另一侧的物体。当您想要检查生物组织内的微小物体时，情况非常相似：无序的环境会干扰光束。简单、规则的直线激光束然后变成一个复杂的波形，向各个方向偏转。
但是，如果您确切地知道干扰环境对光束的影响，您可以扭转这种情况。然后可以创建一个复杂的波形，它会被精确地转换为校正干扰所需的形状，并准确地击中它可以提供最佳结果的地方。要做到这一点，你甚至不需要确切地知道干扰是什么，只需通过系统发送一组试验波来研究它们是如何被系统改变的。
研究人员开发了一种数学程序，然后可用于根据该测试数据计算最佳波。可以证明，对于各种测量，某些波可以提供最大的信息，例如某个对象所在的空间坐标。
拿一个隐藏在混浊玻璃后面的物体：有一个最佳光波可以用来获得关于物体是向右移动一点还是向左移动一点的最大信息量。这种波看起来复杂而无序，但随后被混浊窗格修改，使其以完全期望的方式到达物体，并将尽可能多的信息返回给实验测量装置。
该方法实际有效的事实在乌得勒支大学（荷兰乌得勒支）通过实验得到证实。激光束被引导通过混浊板形式的无序介质。从而表征了介质的散射行为。然后计算出最佳波以分析板外的物体——这成功了，精度在纳米范围内。
然后，该团队进行了进一步的测量，以测试他们方法的局限性。激光束中的光子数量显着减少，以查看是否仍然可以获得有意义的结果。通过这种方式，他们能够证明该方法不仅有效，而且在物理意义上甚至是最佳的。他们发现，他们方法的精度仅受所谓的量子噪声的限制。这种噪音是由光由光子组成的事实造成的——对此无能为力。但在量子物理学允许相干激光束的范围内，我们实际上可以计算出最佳波来测量不同的事物。不仅是位置，还有物体的运动或旋转方向。
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