Zespół badawczy z amerykańskiego Brookhaven National Laboratory, kierowany przez Raphaela A. Abrahao, dokonał przełomowego odkrycia, które może zrewolucjonizować nasze postrzeganie zjawiska cienia. Okazuje się, że laser ma zdolność blokowania światła i tworzenia cienia widocznego gołym okiem. "Rzucanie cienia przez światło lasera było wcześniej uważane za niemożliwe, ponieważ światło zazwyczaj przenika przez inne światło bez wzajemnego oddziaływania" - powiedział Abrahao. Wyniki badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Optica, gdzie szczegółowo opisano metodologię tego eksperymentu.

Jak powstaje cień wiązki lasera?

Badania wykazały, że pod pewnymi warunkami laser może działać jak obiekt, który blokuje światło. Naukowcy użyli silnego zielonego lasera, którego wiązkę skierowano na sześciokąt wykonany z rubinu. Jednocześnie kryształ był oświetlany z boku niebieskim laserem. Zielony laser powodował lokalną zmianę reakcji materiału na światło o długości fali odpowiadającej niebieskiej barwie, co sprawiło, że zachowywał się jak ciało stałe, podczas gdy niebieski laser pełnił funkcję oświetlenia.

W wyniku tej interakcji pojawił się widoczny cień, który odzwierciedlał kontury powierzchni obiektu i kształt wiązki laserowej. Działanie to było możliwe dzięki nieliniowej absorpcji optycznej w rubinie. Zielony laser zwiększał absorpcję światła niebieskiego, tworząc ciemniejszy obszar - cień.

Nowe możliwości technologiczne

Odkrycie ma potencjał, by miało istotne znaczenie dla różnych dziedzin technologii. "Nasza demonstracja tego nietypowego efektu optycznego zmusza nas do ponownego przemyślenia pojęcia cienia" - dodał Abrahao. Potencjalne zastosowania tego zjawiska obejmują m.in. przełączniki optyczne, precyzyjne urządzenia regulujące transmisję światła oraz technologie związane z komunikacją optyczną, w szczególności w kontekście silnych wiązek laserowych.

Jak powstał ten pomysł?

Cała koncepcja rozpoczęła się podczas luźnej rozmowy naukowców przy lunchu, kiedy to zauważono, że modele eksperymentów w 3D przedstawiają cień wiązki lasera jako długi walec, ignorując przy tym fizykę światła. To zainspirowało ich do zadania sobie pytania, czy taki cień można stworzyć w laboratorium. Ku ich zaskoczeniu, odpowiedź brzmiała - tak.

Plany na przyszłość

Naukowcy planują dalsze badania nad tym zjawiskiem, które mogą przyczynić się do nowych technologii i innowacyjnych rozwiązań. Ich odkrycie nie tylko zmienia nasze zrozumienie światła i cienia, ale także otwiera drzwi do zupełnie nowych aplikacji w inżynierii i naukach przyrodniczych. Przygotujcie się na rewolucję w optyce!