Лазерные лучи оказались способны отбрасывать тень

Луч лазера способен стать непрозрачным объектом и отбрасывать тень, как, например, дерево в солнечный день. Группа ученых факультета физики Оттавского университета рассказала изданию Phys.org об эксперименте с лучами, который начался благодаря разговору во время обеденного перерыва.

Ученые обсуждали за обедом схемы, сделанные некогда с помощью программ 3D-визуализации, рассказал руководитель исследовательской группы Рафаэль Абрахао. По его словам, создававший схемы визуализации компьютер показывал у лазерного луча тень, рассматривая его как твердый цилиндр, что противоречило представлениям собеседников о физике.

Несколько участников разговора предложили попробовать создать тень от лазерного луча в лабораторных условиях. «То, что началось как забавная беседа за обедом, привело к разговору о нелинейном оптическом отклике материалов», — сказал Абрахао.

Авторы эксперимента использовали кубический кристалл рубина и лазерные волны определенной длины, чтобы добиться эффекта блокировки солнечного цвета лучом лазера.

Для этого исследователи направили мощный зеленый лазерный луч через кристалл рубина и осветили его сбоку синим лазером, пишет Phys.org. Когда зеленый лазер попадал на рубин, он изменял реакцию материала на синюю волну. Зеленый лазер действовал как материальный объект, а синий лазер — как освещение.

Там, где зеленый лазер блокировал синий свет, появлялась тень, которая была видна как темная область. Эта область отвечала всем критериям тени, поскольку была видна невооруженным глазом, повторяла контуры поверхности, на которую падала, и следовала за положением и формой лазерного луча.

Исследователи измерили зависимость контраста тени от мощности лазерного луча и обнаружили, что максимальный контраст составляет около 22%, что похоже на контрастность тени дерева в солнечный день, пишет Phys.org.

После окончания эксперимента группа ученых разработала теоретическую модель, заявив, что использование этой модели может точно предсказывать контрастность тени.

«Это открытие расширяет наши представления о взаимодействии света и материи, открывая новые возможности для использования света способами, о которых мы раньше не задумывались», —заявил журналистам Абрахао.

С технологической точки зрения полученный результат показывает, что интенсивностью передаваемого лазерного луча можно управлять, применяя другой лазер, объяснили ученые. По словам представителей научной группы, теперь они планируют исследовать другие материалы и другие длины волн лазера, способные вызвать похожий эффект.

Результаты первого эксперимента группа из пяти ученых опубликовала в научном журнале Optica. 

Сообщение Лазерные лучи оказались способны отбрасывать тень появились сначала на «Холод».