Niedoskonałość trójwymiarowego symulatora nieliniowych zjawisk optycznych w materiałach, który w programie tworzył cień z cyfrowego obrazu wiązki laserowej, skłoniła naukowców do zastanowienia się nad eksperymentem, który pozwoliłby na rzucanie cienia przez prawdziwą wiązkę lasera. W normalnych warunkach to się nigdy nie zdarza – świecące obiekty i zjawiska nie tworzą cieni. Ale wyjątkowy eksperyment dokonał niemożliwego i po raz pierwszy wiązka lasera uzyskała własny cień.
Artykuł naukowy na temat odkrycia został przyjęty do publikacji w recenzowanym czasopiśmie Optica. Eksperyment przeprowadzili naukowcy z amerykańskiego Brookhaven National Laboratory (BNL). Eksperyment stał się częścią szerszego projektu mającego na celu badanie nieliniowych właściwości optycznych materiałów.
„Wcześniej uważano, że wiązka laserowa rzucająca cień jest niemożliwa, ponieważ światło zwykle przechodzi przez inne źródło światła bez interakcji” – powiedział kierownik zespołu badawczego Raphael A. Abrahao. „Nasza demonstracja wysoce sprzecznego z intuicją efektu optycznego zachęca nas do ponownego rozważenia naszego rozumienia cienia”.
Aby przygotować eksperyment, naukowcy poświecili zieloną wiązką lasera na jedną stronę sześcianu rubinu (materiału popularnego w eksperymentach laserowych). Intensywne niebieskie światło lasera zostało skierowane na drugą stronę sześcianu, prostopadle do zielonej wiązki. Następnie cień zielonego lasera pojawił się po przeciwnej stronie sześcianu rubinu oświetlonego niebieskim laserem. To był prawdziwy cień: przesuwał się po ekranie podążając za ruchem zielonego promienia, powtarzając wszystkie krzywizny ekranu.
Schemat konfiguracji eksperymentalnej
Jak wyjaśnili naukowcy, zielony laser zmienił lokalne właściwości rubinu, zwiększając absorpcję niebieskiego lasera w takich obszarach (wzbudzał elektrony w atomach rubinu, które „przeszkadzały” niebieskiemu laserowi o krótszym czasie trwania długość fali).
„Nasze rozumienie cieni ewoluowało równolegle z naszym rozumieniem światła i optyki” – wyjaśnia Abrajao. „To nowe odkrycie może być przydatne w różnych zastosowaniach, takich jak przełączanie optyczne, urządzenia, w których światło kontroluje obecność innego źródła światła, lub technologie wymagające precyzyjnej kontroli transmisji światła w przypadku laserów dużej mocy”.
