Изображението, което виждате малко по-горе, прилича много на сателитен образ на делтата на някаква голяма река, където основният канал започва да се разделя на по-малки канали и канали, които от своя страна се разделят на още по-малки. Нещо подобно може да възникне, когато вълните се разпространяват в определена среда, това явление се нарича „разклоняващ се поток“и то вече е наблюдавано от физиците във връзка с потоци на електрони (електрически ток), звукови вълни и океански вълни.
Сега учените успяха да постигнат това явление във връзка с видимата светлина и се оказа, че е много просто да се направи това, защото всичко, което се изискваше за това, беше лазер и пяна, състояща се от малки сапунени мехурчета.
Разклоняващият се поток изисква среда с определени свойства. Структурата му трябва да бъде произволна, елементите, които изграждат структурата на средата, трябва да са по-големи от дължината на вълната на потока. И промените в структурата на околната среда трябва да настъпват доста плавно, без резки преходи. Ако всички тези условия са изпълнени, малките промени и колебанията в структурата на средата могат да разсеят потока, причинявайки той да се отделя и постоянно „да се разклонява“.
Поведението на разклонения поток е типично за вълни с достатъчно голяма дължина, но получаването на подобно явление по отношение на светлинните вълни беше доста трудно, докато изследователи от Техническия институт на технологиите и Университета в Централна Флорида не излязоха с използването на пяна от сапунени мехурчета като средство за разпространение на светлина …
Мембраната на всеки мехур се състои от много тънък слой течност, пясъчен между два слоя молекули на ПАВ. Дебелината на всичко това варира от пет нанометра до няколко нанометра и такива разлики в дебелината произвеждат добре познатите цветни изображения на повърхността на сапунени мехурчета. Но същите тези разлики в дебелината могат да действат като вид огледала, които предизвикват преминаване през тях поток от светлина, за да се пречупи, разцепи и разклони.
Насочвайки лъч лазерна светлина, който преди това е получил специална "плоска" форма, през сапунените шахти, учените видяха, че този лъч започва да се разпространява по траекторията на разклонен поток. По-късно, замествайки доста ярка лазерна светлина с лъч слаба бяла светлина, учените наблюдават как този лъч започва да променя цвета си, разделяйки се на по-малки лъчи. При обикновените сапунени мехурчета въздушният поток около мембраната причинява постоянни промени в дебелината й, което води до факта, че цветните изображения на повърхността непрекъснато променят формата си и се движат. В струята няма значителни въздушни потоци и разделените светлинни изображения могат да останат стабилни за няколко минути.
Обърнете внимание, че това постижение може да окаже много силно влияние върху областта на така наречените опто-флуиди, поле на науката, посветено на взаимодействието на светлината с различни течности. И ако дадете безплатно въображение на въображението си, тогава можете да си представите определен оптичен процесор, който извършва изчисления, манипулирайки потоците на светлината с помощта на изкуствено създадени разлики в дебелината на мембраната в средата, през която преминава тази светлина.
Промоционално видео:
И в заключение трябва да се спомене, че разклоняването на светлинния поток в три измерения е явление, за възможността на което учените гадаят от доста дълго време, но което доскоро не е наблюдавано на практика.
