นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าเลเซอร์สามารถปิดกั้นแสงและสร้างเงาได้

เงาเป็นผลสืบเนื่องตามธรรมชาติของกำแพงทึบแสงในจักรวาลที่ส่องสว่าง

แสงส่อง; โฟตอนเดินทางจนกว่าพวกมันจะชนวัตถุที่ไม่สามารถผ่านไปได้ สิ่งกีดขวางนี้ทำให้เกิดเงา เป็นความมืดเล็กๆ ที่แสงถูกบังไว้

อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์เพิ่งค้นพบบางสิ่งที่แปลกประหลาดมาก เลเซอร์ที่ส่องผ่านวัสดุโปร่งใสที่เหมาะสมสามารถบังคับให้บริเวณโดยรอบกลายเป็นทึบแสง ราวกับว่ามันปล่อยเงาของตัวเองออกมา

เมื่อลำแสงเลเซอร์สองลำถูกข้ามไปในทิศทางที่ถูกต้อง ลำแสงหลักจะไม่สามารถทะลุผ่านลำแสงที่สองได้ ทำให้เกิดเส้นเงาในแสงที่ตกกระทบพื้นผิวด้านตรงข้าม

"การสาธิตเอฟเฟกต์แสงที่ขัดกับสัญชาตญาณของเราเชิญชวนให้เราพิจารณาแนวคิดเรื่องเงาอีกครั้ง"นักฟิสิกส์ Raphael Abrahão กล่าวของห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Brookhaven ในสหรัฐอเมริกา

ยกเว้นภายใต้สถานการณ์เฉพาะเจาะจง โฟตอนไม่มีปฏิกิริยาต่อกัน โดยคลื่นที่ตัดกันจะผ่านไปโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง

หากคุณข้ามลำแสงสองอัน พวกมันจะทะลุซึ่งกันและกันราวกับว่าไม่มีอะไรอยู่ตรงนั้น เหมือนกับการส่องไฟฉายอันหนึ่งผ่านอีกอันหนึ่ง

Abrahãoและเพื่อนร่วมงานของเขาคิดที่จะตรวจสอบว่าลำแสงสามารถทำให้เกิดเงาได้เกือบจะเหมือนกับโปรเจ็กต์ด้านข้างหรือไม่ พวกเขาได้ศึกษาว่าลำแสงมีปฏิกิริยาอย่างไรเมื่อมีการนำวัสดุที่ไม่เป็นเชิงเส้นเข้ามา วัสดุเหล่านี้เป็นวัสดุที่ปฏิกิริยากับแสงไม่ปรับขนาดเป็นเส้นตรง ส่งผลให้เกิดผลกระทบต่างๆ เช่น การขยายภาพ การดูดกลืนแสง การโฟกัสในตัวเอง และฮาร์โมนิกส์ (หรือการจำลองความถี่)

พวกเขากำลังใช้ซอฟต์แวร์สร้างแบบจำลอง 3 มิติเพื่อสร้างแผนผังง่ายๆ สำหรับการทดลองของพวกเขา ในซอฟต์แวร์นี้ ลำแสงถูกแสดงเป็นทรงกระบอกทึบที่สร้างเงา และนักฟิสิกส์พบว่ามันค่อนข้างตลก... จนกระทั่งพวกเขาพบว่ามันน่าสนใจ

"สิ่งที่เริ่มต้นจากการพูดคุยตลกๆ ในช่วงมื้อกลางวัน นำไปสู่การสนทนาเกี่ยวกับฟิสิกส์ของเลเซอร์และการตอบสนองทางแสงแบบไม่เชิงเส้นของวัสดุ"อับราเฮากล่าวว่า- "จากนั้น เราตัดสินใจทำการทดลองเพื่อแสดงเงาของลำแสงเลเซอร์"

ทับทิมเป็นวัสดุยอดนิยมสำหรับการศึกษาทัศนศาสตร์ที่ไม่ใช่เชิงเส้น ดังนั้นนักวิจัยจึงใช้เลเซอร์หนึ่งจุดเป็นจุดนัดพบสำหรับเลเซอร์สองตัว เลเซอร์สีน้ำเงินและสีเขียว

แสงเลเซอร์สีน้ำเงินพุ่งไปที่ด้านหนึ่งของทับทิม ซึ่งมันทะลุผ่านและสร้างแสงเจิดจ้าบนหน้าจอ ในขณะที่ลำแสงเลเซอร์สีเขียวแคบๆ ส่องผ่านตั้งฉากกับดวงแรกจากอีกดวงหนึ่ง

เมื่อใดก็ตามที่เส้นแสงสีเขียวบางๆ ตกลงบนโมเลกุลของทับทิม อิเล็กตรอนจะเกิดการเต้นที่ซับซ้อนขึ้นๆ ลงๆ ผลที่ตามมาก็คือ แสงสีน้ำเงินที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าเล็กน้อยถูกรบกวนโดยอิเล็กตรอนที่เปลี่ยนผ่าน ทำให้เส้นทางผ่านวัสดุโปร่งแสงถูกปิดกั้น

ลำแสงเลเซอร์สีเขียวจึงมีพฤติกรรมเหมือนวัตถุ ทำให้เกิดเส้นสีเข้มในแสงสีน้ำเงินที่ตกลงบนหน้าจออีกด้านหนึ่งของทับทิม

เส้นสีดำนี้เข้าเกณฑ์ทั้งหมดจึงจะจัดเป็นเงาได้ มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า สอดคล้องกับรูปทรงของหน้าจอที่มันถูกหล่อ; และเคลื่อนที่ด้วยลำแสงเลเซอร์สีเขียวเมื่อแหล่งกำเนิดเลเซอร์ถูกย้าย

"การค้นพบนี้ขยายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารแสง และเปิดโอกาสใหม่ในการใช้แสงในแบบที่เราไม่เคยพิจารณามาก่อน"อับราเฮากล่าวว่า-

"ความเข้าใจเรื่องเงาของเราได้พัฒนาควบคู่ไปกับความเข้าใจเรื่องแสงและทัศนศาสตร์ การค้นพบใหม่นี้สามารถพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์ในการใช้งานต่างๆ เช่น การสลับแสง อุปกรณ์ที่แสงควบคุมการมีอยู่ของแสงอื่น หรือเทคโนโลยีที่ต้องการความแม่นยำ การควบคุมการส่งผ่านแสง เช่น เลเซอร์กำลังสูง"

งานวิจัยนี้ได้รับการยอมรับให้ตีพิมพ์ในออปติคัลและสามารถพบได้บนเว็บไซต์ก่อนเผยแพร่อาร์เอ็กซ์-