Ar galima įsivaizduoti šviesos spindulį, metantį šešėlį? Iš pirmo žvilgsnio tai atrodo nelogiška, net absurdiška. Juk šešėlius sukuria ne pati šviesa, o nepermatomi objektai, kurie užstoja šviesą. Tačiau naujausias mokslinis atradimas parodė, kad tam tikromis sąlygomis lazerio spindulys gali elgtis kaip neskaidrus objektas ir mesti matomą šešėlį.
Ar galima įsivaizduoti šviesos spindulį, metantį šešėlį? Iš pirmo žvilgsnio tai atrodo nelogiška, net absurdiška. Juk šešėlius sukuria ne pati šviesa, o nepermatomi objektai, kurie užstoja šviesą. Tačiau naujausias mokslinis atradimas parodė, kad tam tikromis sąlygomis lazerio spindulys gali elgtis kaip neskaidrus objektas ir mesti matomą šešėlį.
Šis atradimas atveria kelią gilesniam šviesos savybių supratimui ir unikaliai technologinei pažangai.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Netikėtas atradimas tiriant lazerio šviesą
Kaip dažnai būna moksle, idėja gimė iš neformalaus pokalbio. Per pietus mokslininkai svarstė, ar būtų įmanoma atlikti eksperimentą, kurio metu lazerio spindulys mestų šešėlį. Įkvėpta skaitmeninio modeliavimo, kuriame lazeriai buvo vaizduojami kaip kieti cilindrai, komanda nusprendė patikrinti hipotezę laboratorijoje.
Tai, kas prasidėjo kaip smalsus eksperimentas, galiausiai leido padaryti įdomų atradimą. Siekdami įrodyti tokio reiškinio galimybę, tyrėjai naudojo rubino kristalą ir du skirtingo bangos ilgio lazerio spindulius: galingą žaliąjį lazerį ir mėlynąjį lazerį kaip foninį apšvietimą.
Nukreipę žaliąjį lazerį per rubino kristalą, jie pastebėjo, kad žaliasis lazeris mėlynojo lazerio šviesoje sukuria matomą šešėlį. Ši tamsi sritis atitiko klasikinius šešėlio kriterijus: ji buvo matoma plika akimi, atitiko žaliojo spindulio kontūrus ir kito priklausomai nuo jo padėties. Tikras šviesos šešėlis…
Kaip šviesa gali blokuoti šviesą? Šio reiškinio raktas – netiesinė optinė interferencija.
Įprastomis sąlygomis šviesos spinduliai kerta vienas kitą nesąveikaudami. Tačiau tokios medžiagos, kaip rubino kristalas, veikiamos intensyvios šviesos, gali pakeisti savo savybes.
Šiame eksperimente žaliasis lazeris lokaliai pakeitė rubino optines savybes, reaguodamas į mėlynojo lazerio šviesą. Žaliasis spindulys, praeidamas pro kristalą, tam tikroje srityje padidino mėlynosios šviesos sugertį ir sukūrė sritį, kurioje mėlynosios šviesos intensyvumas pastebimai sumažėjo. Ši sritis atrodė kaip žaliojo lazerio „mestas“ šešėlis.
Mokslininkai išmatavo šio „šviesos šešėlio“ kontrastą ir nustatė, kad jis gali būti net 22 %, o tai prilygsta medžio šešėliui ryškioje saulės šviesoje.
Šis rezultatas rodo, kad tam tikromis sąlygomis lazerio spindulys iš tiesų gali veikti kaip neskaidrus objektas, o tai praplečia tradicinį požiūrį į šešėlių prigimtį.
Kur tai pritaikyti?
Šis atradimas ne tik nuostabus, bet ir praktiškai pritaikomas optikos ir lazerių technologijų srityje. Vienas iš galimų panaudojimo būdų – sukurti sistemas, kuriose vienas lazerio spindulys valdo kitą.
Pavyzdžiui, optiniuose jungikliuose arba prietaisuose, kuriuose reikia tiksliai valdyti šviesą, pavyzdžiui, didelės galios lazeriuose, šis efektas gali būti naudojamas šviesos srautui labai tiksliai moduliuoti.
Šis pasiekimas taip pat yra platesnio šviesos ir medžiagos sąveikos tyrimo dalis. Tyrėjai planuoja išbandyti kitas medžiagas ir bangos ilgius, kad išsiaiškintų, ar galima pastebėti panašų poveikį. Kiekviena nauja medžiaga galėtų suteikti unikalių savybių ir atverti naujų technologinių galimybių.
Taigi šis atradimas pabrėžia (ir tai be žodžių žaismo) nuostabų šviesos ir jos sąveikos su materija sudėtingumą. Jis rodo, kad net toks gerai pažįstamas reiškinys kaip šešėlis gali slėpti netikėtų paslapčių.
Šis rezultatas taip pat primena mokslinio smalsumo svarbą: tai, kas iš pradžių atrodė kaip paprasta teorinė hipotezė, lėmė reikšmingą proveržį.
