همشهری آنلاین - یکتا فراهانی: محققان به‌تازگی با مشاهده اینکه چگونه نور می‌تواند نورهای دیگر را مسدود کند و یک سایه قابل‌مشاهده به وجود آورد، به پیشرفت قابل‌توجهی دست‌یافته‌اند.

این پدیده قابل‌توجه که برای اولین‌بار در آزمایش‌های آنها با استفاده از لیزر سبز و کریستال یاقوت مشاهده شد، روش‌های جدیدی را برای دست‌کاری نور پیشنهاد می‌کند که می‌تواند فناوری‌های نوری را متحول کند.

یک اکتشاف پیشگامانه در تعامل نور

جف لوندین، دانشیار دپارتمان فیزیک در اوتاوا به همراه یک گروه تحقیقاتی دیگر به کشفی پیشگامانه دست‌یافته اند که درک ما از نحوه رفتار نور را به چالش می‌کشد. محققان برای اولین‌بار مشاهده کردند که نور با خود به شیوه‌ای که قبلاً غیرممکن تصور می‌شد، در تعامل است. به طور معمول، فوتون‌ها - ذرات نور - بدون تداخل از یکدیگر عبور می‌کنند.
در واقع این آزمایش یک پدیده قابل‌توجه را نشان داد؛ یعنی به ما یادآوری کرد پرتو لیزری سایه‌ای ایجاد می‌کند که رفتار سایه‌های ایجاد شده توسط اجسام جامد را تقلید می‌کند.






بیشتر بخوانید :
پرنورترین پرتوهای ایکس جهان از چین می‌آید
تولید لیزر از سلول‌های انسانی

یک فرصت جدید برای کنترل و دست‌کاری نور

به گزارش سایت scitechdaily پروفسور لوندین می‌گوید ما می‌توانیم نشان دهیم که تحت شرایط خاص، نور در واقع می‌تواند نورهای دیگر را مسدود و سایه ایجاد کند. یعنی می‌توان گفت این فرصت‌های هیجان‌انگیز جدیدی را برای کنترل و دست‌کاری نور به روش‌هایی که قبلاً هرگز فکرش را نمی‌کردیم به ما می‌دهد.
به طور معمول، فوتون‌ها - ذرات نور - بدون تداخل از یکدیگر عبور می‌کنند. اما این آزمایش یک پدیده قابل‌توجه را نشان داد؛ پرتو لیزری که سایه‌ای ایجاد می‌کند که رفتار سایه‌های ایجاد شده توسط اجسام جامد را تقلید می‌کند.

پروفسور لوندین توضیح می‌دهد: ما نشان داده‌ایم که تحت شرایط خاص، نور در واقع می‌تواند نورهای دیگر را مسدود کند و سایه ایجاد کند. این فرصت‌های هیجان‌انگیز جدیدی را برای کنترل و دست‌کاری نور به روش‌هایی که قبلاً هرگز فکرش را نمی‌کردیم در اختیار ما قرار می‌دهد.






بینش‌ها و مشاهدات تجربی

مجموعه آزمایشی این تیم شامل تابش یک پرتو لیزر سبز از طریق کریستال یاقوت بود؛ درحالی‌که آن را از کنار با نور آبی روشن می‌کرد.
این آرایش سایه‌ای را روی سطحی ایجاد می‌کرد که با چشم غیرمسلح قابل‌مشاهده بود. این اثر به دلیل پدیده‌ای به نام اشباع معکوس جذب در کریستال یاقوت رخ می‌دهد که به لیزر سبز اجازه می‌دهد عبور نور آبی را مسدود کند و در نتیجه ناحیه تاریکی ایجاد می‌شود که خطوط پرتو لیزر را دنبال می‌کند.

ماهیت سایه‌های القا شده با لیزر

پروفسور لوندین می‌گوید: چیزی که جذاب است این است که چگونه این سایه لیزری مانند یک سایه سنتی عمل می‌کند. از شکل "شیء" پیروی می‌کند - و حتی با خطوط سطوحی که روی آن می‌افتد مطابقت دارد؛ درست مانند سایه یک شاخه درخت.

محققان یک مدل نظری برای پیش‌بینی کنتراست سایه ایجاد کردند که کاملاً با داده‌های تجربی آنها مطابقت داشت. آنها دریافتند که تاریکی سایه متناسب باقدرت پرتو لیزر سبز افزایش می‌یابد و به حداکثر کنتراست ۲۲ درصد می رسد؛ یعنی چیزی که قابل مقایسه با یک سایه معمولی در یک روز آفتابی است.

کاربردهای بالقوه و تحقیقات آینده

این کشف درک ما را از فعل‌وانفعالات ماده نوری گسترش می‌دهد و پتانسیلی برای کاربردهای عملی دارد. پروفسور لوندین می‌افزاید: «ما از احتمالاتی که این امر در زمینه‌هایی مانند سوئیچینگ نوری، ساخت و فناوری‌های تصویربرداری باز می‌کند، هیجان‌زده هستیم.»

این مطالعه بر اهمیت تحقیقات بنیادی در تغییر شکل درک ما از جهان فیزیکی تأکید می‌کند. همان‌طور که دانشمندان به بررسی پیامدهای این پدیده ادامه می‌دهند، ممکن است به پیشرفت‌های جدیدی در فوتونیک، اپتیک غیرخطی و دیگر فناوری‌های مبتنی بر نور منجر شود.