Pilt, mida näete veidi ülal, sarnaneb satelliidipildiga mõne suure jõe deltaga, kus põhikanal hakkab jagunema väiksemateks kanaliteks ja kanaliteks, mis omakorda jagunevad veelgi väiksemateks. Midagi sarnast võib esineda siis, kui lained levivad teatud keskkonnas, seda nähtust nimetatakse "hargnevaks vooluks" ja füüsikud on seda juba täheldanud seoses elektronide voogude (elektrivoolu), helilainete ja ookeanilainetega.
Nüüd on teadlastel õnnestunud see nähtus nähtava valguse suhtes saavutada ja see osutus üsna lihtsaks, sest selleks oli vaja vaid laserit ja väikestest seebimullidest koosnevat vahtu.
Hargnev vool eeldab teatud omadustega keskkonda. Selle struktuur peaks olema juhuslik, söötme struktuuri moodustavad elemendid peaksid olema suuremad kui voolu lainepikkus. Ja muutused keskkonna struktuuris peaksid toimuma üsna sujuvalt, ilma järskude üleminekuteta. Kui kõik need tingimused on täidetud, võivad söötme struktuuris esinevad väikesed muudatused ja kõikumised voolu hajutada, põhjustades selle eraldumise ja pideva hargnemise.
Hargneva voolu käitumine on tüüpiline piisavalt pika pikkusega lainete jaoks, kuid sellise nähtuse saamine seoses kergete lainetega oli üsna keeruline, kuni Technioni Tehnoloogiainstituudi ja Kesk-Florida ülikooli teadlased otsustasid kasutada seebimullidest vahtu valguse levimise keskkonnana. …
Iga mulli membraan koosneb väga õhukesest vedelikukihist, mis asetatakse pindaktiivsete ainete molekulide kahe kihi vahele. Selle paksus varieerub viiest nanomeetrist mitme nanomeetrini ja sellised paksuse erinevused tekitavad seebimullide pinnal üldtuntud värvilisi pilte. Kuid need samad paksuse erinevused võivad toimida nagu peeglid, mis põhjustavad neid läbiva valguse murdumise, lõhenemise ja hargnemise.
Suunates seebivahude abil laservalguskiire, millele varem oli antud eriline "tasane" kuju, nägid teadlased, et see kiir hakkas levima hargneva oja trajektoori mööda. Hiljem, asendades üsna ereda laservalguse nõrga valge valguse kiirga, jälgisid teadlased, kuidas see kiir hakkas värvi muutma, jagunedes väiksemateks kiirteks. Tavalistes seebimullides põhjustab õhuvool membraani ümber selle paksuse pidevaid muutusi, mis toob kaasa asjaolu, et pinnal olevad värvipildid muudavad pidevalt kuju ja liiguvad. Vahtkonnas pole olulisi õhuvoolusid ja jaotatud heledad pildid võivad püsida mitu minutit stabiilsena.
Pange tähele, et sellel saavutusel võib olla väga tugev mõju niinimetatud opto-fluiidide valdkonnale, mis on teaduse valdkond, mis on pühendatud valguse koostoimele erinevate vedelikega. Ja kui annate oma kujutlusvõimele vabaduse, võite ette kujutada mingit optilist protsessorit, mis teostab arvutusi, manipuleerides valguse voogu kunstlikult tekitatud erinevustega membraani paksuses keskkonnas, mille kaudu see valgus läbib.
Reklaamvideo:
Ja kokkuvõtteks tuleb mainida, et valgusvoo hargnemine kolmes mõõtmes on nähtus, millest teadlased on juba pikka aega aimanud, kuid mida praktikas pole kuni viimase ajani kunagi täheldatud.
