Разветвленный поток света наблюдается впервые

Прекрасный феномен открывает новые и захватывающие возможности для исследований в области оптики и оптофлюидики.

Команда исследователей из Технион - Израильского технологического института впервые увидела разветвленный поток света. Результаты наблюдений опубликованы в журнале "Nature" и представлены на обложке номера этого журнала от 2 июля 2020 года.

Явление разветвленного потока для света

Исследование проводилось аспирантом Анатолием (Толиком) Пацыком в сотрудничестве с Мигелем А. Бандресом, который на момент начала проекта был аспирантом в институте Technion, а в настоящее время является доцентом в CREOL, колледже оптики и фотоники, в Университете Центральной Флориды. Исследования возглавляли президент Technion профессор Ури Сиван и заслуженный профессор Мордехай (Моти) Сегев из факультетов физики и электротехники Technion, Института твердого тела и Нанотехнологического института Рассела Берри. 

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Когда волны движутся по рельефу местности, содержащему возмущения, они естественным образом рассеиваются, часто во всех направлениях. Рассеяние света - это природный феномен, встречающийся во многих местах природы. Например, рассеяние света является причиной синего цвета неба. Как выясняется, когда длина, на которую меняются возмущения, намного больше длины волны, волна рассеивается необычным образом: она образует каналы (ветви) повышенной интенсивности, которые по мере распространения волны продолжают делиться, или разветвляться. Это явление известно как разветвленный поток.

Впервые оно было замечено в 2001 году с электронами, и было предложено, чтобы оно было вездесущим и возникало также для всех волн в природе, например, для звуковых волн и даже для океанских волн. В настоящее время исследователи Technion привносят разветвленный поток в область света: они сделали экспериментальное наблюдение разветвленного потока света.

"У нас всегда было намерение найти что-то новое, и мы с нетерпением ожидали этого. Это было не то, что мы начали искать, но мы продолжали искать и нашли что-то гораздо лучшее", - сказал профессор Мигель Бандрес. "Мы знаем, что волны распространяются, когда они распространяются в однородной среде. Но для других типов сред волны могут вести себя совсем по-другому. Когда мы имеем неупорядоченную среду, где вариации гладкие, как пейзаж гор и долин, волны будут распространяться особенным образом". Они будут формировать каналы, которые по мере распространения волны будут разделяться, образуя красивый узор, напоминающий ветви дерева".

В своих исследованиях команда соединила лазерный луч с мыльной мембраной, которая содержит случайные вариации толщины мембраны. Они обнаружили, что когда свет распространяется внутри мыльной пленки, а не рассеивается, свет образует удлиненные ветви, создавая явление разветвленного потока для света.

"В оптике мы обычно работаем над тем, чтобы свет оставался сфокусированным и распространялся в виде коллимированного пучка, но здесь удивительно, что случайная структура мыльной пленки естественным образом заставляет свет оставаться сфокусированным. Это еще один природный сюрприз", - говорит Толик Пацык.

Способность создавать разветвленный поток в области оптики открывает новые и захватывающие возможности для исследования и понимания этого универсального волнового феномена.

"Нет ничего более захватывающего, чем открытие чего-то нового, и это первая демонстрация этого феномена с помощью световых волн", - сказал президент Technion профессор Ури Сиван, заведующий кафедрой Бертольдо Бадлера на физическом факультете. "Это показывает, что интригующие явления можно наблюдать и в простых системах, и нужно просто быть достаточно проницательным, чтобы их обнаружить. Таким образом, объединение взглядов исследователей из разных областей и дисциплин привело к действительно интересным открытиям".

"Тот факт, что мы наблюдаем его с помощью световых волн, открывает замечательные новые возможности для исследований, начиная с того, что мы можем охарактеризовать среду, в которой свет распространяется с очень высокой точностью, и с того, что мы также можем точно следовать этим ветвям и изучать их свойства", - добавил он. опубликовано econet.ru по материалам scitechdaily.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet