Es sieht nach Magie aus: In einem Video japanischer Forscher schwebt ein erbsengroßes Hologramm in der Luft. Es hört auf den Namen Fairy Lights und verändert schlagartig seine Form und Helligkeit, als sich ein Finger nähert und die Bildpunkte berührt. Eine Interaktion zwischen Hologramm und menschlicher Haut. Das war bislang nicht möglich.
Femtosekundenlaser ionisiert Luftmoleküle zu einem Plasma
Für das Spiel der tanzenden Bildpunkte nutzen die Forscher einen sogenannten Femtosekundenlaser: Seine Lichtpulse ionisieren die Luftmoleküle am Fokuspunkt zu einem Plasma. Sie geben daraufhin Energie in Form von Licht ab. Es entstehen Lichtpunkte, die die japanischen Forscher als Voxel bezeichnen – eine Begriffskombination aus Volumetric und Pixel. Mit ihnen lassen sich in der Luft schwebende Bilder darstellen.
Den Forschern ist ein entscheidender Schritt gelungen: Sie haben es geschafft, dass ein Mensch das Plasmafeld ohne schmerzhafte Verbrennungen berühren kann. Das war bislang die Achillesferse der Hologramme von Aerial Burton. Das japanische Unternehmen ließ Laser im Nanosekundenbereich pulsen und erzeugte ein Plasma, das Brandwunden verursacht.
Laserpuls dauert nur 0,000000000001 Sekunden
„Unser System hat die einzigartige Eigenschaft, dass sich das Plasma berühren lässt“, schreiben die Forscher im Fachmagazin IEEE Spectrum. Ein einzelner Lichtpuls hat eine Dauer im Femtosekundenbereich – eine Femtosekunde entspricht 0,000000000001 sec. „Die Plasmavoxel lassen sich innerhalb von 17 ms ausschalten, wenn Menschen sie berühren. Das unterbietet die schädliche Belichtungszeit von zwei Sekunden.“ Für die Augen sei das Plasma allerdings gefährlich, warnen die Forscher. Erforderlich sei ein angemessener Aufbau.
Hologramm lässt sich sogar fühlen
Und noch etwas ist beeindruckend: Das Plasma erzeugt ein sogenanntes haptisches Feedback. „Wenn der Nutzer die Plasmavoxel berührt, werden von dem Plasma Schockwellen erzeugt“, erklären die Wissenschaftler. „Der Nutzer spürt einen Impuls auf dem Finger, als ob das Licht eine physische Substanz hat.“
Und was kann man mit den Hologrammen anfangen? Die Forscher denken an Notfallsysteme, die bei Naturkatastrophen Hinweise und Warnungen in die Luft projizieren. Und natürlich an eine Revolution der Displays. Das wird allerdings noch auf sich warten lassen. Unter anderem, weil die Bilder noch sehr klein sind. Mehr als ein Volumen von etwa einem Kubikzentimeter ist derzeit nicht drin. Das reicht wahrscheinlich aber, um die Besucher der Computergrafik-Konferenz in Los Angeles im August zu beeindrucken. Dort zeigen die Forscher der University of Tsukuba, der Utsunomiya University, dem Nagoya Institute of Technology und der University of Tokyo einen Prototypen.
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