¿Es posible "enfocar" una onda de radio para apuntar a un área mucho más pequeña que su longitud de onda?

Recientemente estaba leyendo sobre una tecnología que usa ondas de radio para estimular las neuronas para que se disparen. Las ondas de radio tienen la ventaja de poder atravesar el cráneo (por lo tanto, no son invasivas), pero son muy gruesas. ¿Sería posible apuntar a neuronas individuales con ondas de radio (por ejemplo, haciendo que un montón de ondas de radio de baja potencia converjan en un punto focal de solo nanómetros de tamaño sin difundirse al tejido circundante)?

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

Respuestas (2)

Mi respuesta original es que no es posible en un entorno de laboratorio, las longitudes de onda son enormes,

La longitud de onda es la distancia desde un pico del campo eléctrico de la onda al siguiente, y es inversamente proporcional a la frecuencia de la onda. La distancia que recorre una onda de radio en un segundo, en el vacío, es de 299 792 458 metros (983 571 056 pies), que es la longitud de onda de una señal de radio de 1 hercio. Una señal de radio de 1 megahercio tiene una longitud de onda de 299,8 metros (984 pies).

Para enfocar una onda, uno debe poder interactuar con el haz, refractarlo, de manera coherente, crear una lente. El tamaño de la lente tiene que ser proporcional a la longitud de onda, los nanómetros no están en el parque de bolas. Fíjese en el tamaño de las antenas que se utilizan para las comunicaciones por radio.

No obstante, todo lo anterior es para materiales y geometrías de lentes convencionales.

Buscando en internet encontré en MIT news :

Investigadores del MIT ahora han fabricado una lente de metamaterial liviano y tridimensional que enfoca las ondas de radio con extrema precisión. La lente cóncava exhibe una propiedad llamada refracción negativa, doblando las ondas electromagnéticas, en este caso, las ondas de radio, exactamente en el sentido opuesto al que funcionaría una lente cóncava normal.

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Para probar la lente, los investigadores colocaron el dispositivo entre dos antenas de radio y midieron la energía transmitida a través de ella. Ehrenberg descubrió que la mayor parte de la energía podía viajar a través de la lente, con muy poca pérdida dentro del metamaterial, una mejora significativa en la eficiencia energética en comparación con los diseños anteriores de refracción negativa. El equipo también descubrió que las ondas de radio convergían frente a la lente en un punto muy específico, creando un haz estrecho y enfocado.

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El dispositivo, que pesa menos de una libra, puede usarse para enfocar ondas de radio con precisión en moléculas para crear imágenes de alta resolución, imágenes que actualmente se producen usando lentes voluminosos, pesados ​​y costosos. Ehrenberg dice que un dispositivo tan liviano también podría montarse en satélites para obtener imágenes de estrellas y otros cuerpos celestes en el espacio, "donde no desea que aparezca una lente pesada".

Así que en principio la respuesta es sí a partir de ahora.

Gracias por esta buena respuesta. Sin embargo, recientemente leí esto: physics.stackexchange.com/questions/1263/… Lo pensé mucho (al imaginar las ondas como ondas, que es lo que realmente son) y me di cuenta de que el punto focal puede ser arbitrariamente pequeño, mucho más pequeño. que la longitud de onda. Y en ese punto exacto, la amplitud variará con la frecuencia correcta. ¿Estarías de acuerdo? Eso me deja preguntándome exactamente qué problema se suponía que resolvería el "metamaterial" del MIT, si ya pudiéramos lograr un enfoque de alta resolución con matrices de fase.
@pete: los materiales con índices de refracción negativos son muy interesantes y útiles. El metamaterial mencionado en la publicación de Anna aparentemente reduce la energía perdida cuando una onda de radio atraviesa el material (en comparación con esfuerzos anteriores). La otra ventaja es que estos materiales no necesitan tener un tamaño/área enorme para enfocar las ondas de radio, en comparación con los métodos más tradicionales. Recuerdo haber escuchado una conferencia mientras estaba en la escuela de posgrado sobre estos materiales de refracción negativa y me sorprendió lo que podían hacer, aunque desafortunadamente mi memoria de los detalles es borrosa.

algo como el generador de microondas en el horno de microondas puede disparar ondas de energía de diferente espectro. y está relativamente enfocado como el rayo láser. Onda cerebral humana de pensamientos presentes en el cerebro como patrones de área pequeña. control mental/manipulación y detección por lo tanto lograda.