Тінь і кістка
Команда вчених виявила, що вузький промінь лазера за певних умов може відкидати тінь — суперечливе відкриття, яке може відкрити двері для нових застосувань оптичних лазерів.
Звичайні знання припускають, що якщо два світлові промені перетинаються, нічого примітного не відбувається. Але в ході експерименту, як докладно описано в новій статті, опублікованій в журналі Optica, дослідник Брукхейвенської національної лабораторії Рафаель Абрахао та його команда виявили щось дивне: вузький зелений лазерний промінь, пропущений через більший синій лазерний промінь усередині кристала рубіна, створив тінь.
"Раніше вважалося, що лазерне світло, яке відкидає тінь, неможливе, оскільки світло зазвичай проходить крізь інше світло, не взаємодіючи", — сказав Абрахао у своїй заяві. «Наша демонстрація нелогічного оптичного ефекту змушує нас переглянути наше уявлення про тінь».
Відкидаючи тінь
Ідея експерименту виникла через жарти, яким дослідники поділилися за спільним обідом.
«Те, що почалося як потішна дискусія за обідом, переросло в розмову про фізику лазерів та нелінійний оптичний відгук матеріалів», — пояснив Абрахао. «Після цього ми вирішили провести експеримент, щоб продемонструвати тінь лазерного променя».
Спочатку команда прострілила потужний зелений лазер через кристал рубіна кубічної форми. Потім вони прострілили той самий матеріал іншим синім лазером під перпендикулярним кутом.
І ось показання датчика, спрямованого на поверхню, яку висвітлював синій лазер, виявили тінь у формі зеленого лазерного променя.
Простіше кажучи, зелений лазер діяв швидше як об'єкт, а не як промінь світла, створюючи те, що можна було б назвати тінню.
Дослідники припускають, що це відбувається через «оптичне нелінійне поглинання», що відбувається всередині рубінового куба. Зелене світло збільшує поглинання синього променя, створюючи темнішу область, що відкидає тінь.
Дослідники виміряли максимальну контрастність близько 22 відсотків, що приблизно відповідає тіні, яку відкидає дерево у сонячний день.
"Це відкриття розширює наше розуміння взаємодії світла та матерії та відкриває нові можливості використання світла способами, які ми раніше не розглядали", — пояснив Абрахао.
"Це нове відкриття може виявитися корисним у різних додатках, таких як оптичне перемикання, пристрої, в яких світло контролює присутність іншого джерела світла, або технології, які потребують точного контролю передачі світла, такі як потужні лазери", — додав він.
Тепер команда сподівається продемонструвати, як можна контролювати інтенсивність лазерного променя за допомогою іншого лазера, а також з'ясувати, чи можна відтворити той самий ефект із використанням інших довжин хвиль та матеріалів.
Джерела: Optica
