Home » Știință » Oamenii de știință au descoperit că laserul poate produce umbră

Oamenii de știință au descoperit că laserul poate produce umbră

Publicat: 15.11.2024

Lumina poate să creeze o umbră? Deși pare o enigmă filosofică, cercetătorii au descoperit că, în anumite condiții, un fascicul laser poate acționa ca un obiect opac și, astfel, laserul poate produce umbră. Această descoperire pune la încercare înțelegerea tradițională a umbrelor și deschide noi posibilități tehnologice care ar putea folosi un fascicul laser pentru a controla un alt fascicul laser.

„Faptul că laserul poate produce umbră era considerat imposibil, deoarece lumina, de obicei, trece prin alte fascicule de lumină fără să interacționeze. Demonstrarea acestui efect optic contraintuitiv ne invită să reconsiderăm noțiunea de umbră”, a declarat Raphael A. Abrahao, liderul echipei de cercetare de la Laboratorul Național Brookhaven (SUA), anterior la Universitatea din Ottawa (Canada).

În jurnalul Optica, cercetătorii explică modul în care au folosit un cristal de rubin și lungimi de undă specifice ale laserului pentru a demonstra că un fascicul laser poate bloca lumina și crea o umbră vizibilă datorită unui proces optic neliniar. Acest efect are loc atunci când lumina interacționează cu un material într-un mod dependent de intensitate și poate influența un alt câmp optic.

„Înțelegerea noastră asupra umbrelor s-a dezvoltat în paralel cu înțelegerea luminii și a opticii. Această descoperire ar putea fi utilă în diverse aplicații, cum ar fi comutatoarele optice (dispozitive în care lumina controlează prezența altei lumini) sau tehnologiile care necesită controlul precis al transmiterii luminii, cum ar fi laserele de mare putere”, a spus Abrahao.

Cum le-a venit cercetătorilor această idee?

Noua cercetare face parte dintr-o explorare mai amplă asupra interacțiunii unui fascicul de lumină cu alt fascicul în condiții speciale și procese optice neliniare. Ideea a pornit de la o discuție la prânz, când cineva a observat că unele scheme experimentale realizate cu software de vizualizare 3D arată umbra unui fascicul laser deoarece îl tratează ca pe un cilindru, fără a ține cont de fizica unui fascicul laser. Unii oameni de știință s-au întrebat: „Ar putea fi făcut acest lucru într-un laborator?”

„Ceea ce a început ca o discuție amuzantă la prânz a dus la o conversație despre fizica laserelor și răspunsul optic neliniar al materialelor. De acolo, am decis să facem un experiment pentru a demonstra umbra unui fascicul laser”, a spus Abrahao.

Pentru a realiza acest lucru, cercetătorii au dirijat un laser verde de mare putere printr-un cub de cristal de rubin standard și l-au iluminat lateral cu un laser albastru. Când laserul verde intră în rubin, acesta schimbă local răspunsul materialului la lungimea de undă a luminii albastre. Laserul verde acționează ca un obiect obișnuit, iar laserul albastru ca o sursă de lumină.

Interacțiunea dintre cele două surse de lumină a creat o umbră pe un ecran, vizibilă ca o zonă întunecată unde laserul verde a blocat lumina albastră. Umbra întrunea toate criteriile pentru a fi considerată o umbră, fiind vizibilă cu ochiul liber, urmând contururile suprafeței și forma fasciculului de laser care a acționat ca un obiect opac.

Laserul poate produce umbră. Cum o măsurăm?

Faptul că laserul poate produce umbră este o consecință a absorbției optice neliniare din rubin. Efectul apare deoarece laserul verde crește absorbția optică a fasciculului laser albastru, creând o zonă corespunzătoare în lumina de iluminare cu o intensitate optică mai mică, rezultând o zonă mai întunecată ce apare ca o umbră a fasciculului verde.

„Această descoperire extinde înțelegerea interacțiunilor dintre lumină și materie și deschide noi posibilități de utilizare a luminii în moduri la care nu ne-am fi gândit înainte”, a declarat Abrahao.

Cercetătorii au măsurat experimental dependența contrastului umbrei în funcție de puterea fasciculului laser, obținând un contrast maxim de aproximativ 22%, similar cu contrastul unei umbre de copac într-o zi însorită. Ei au dezvoltat și un model teoretic care a prezis corect contrastul umbrei.

Din perspectivă tehnologică, efectul demonstrat de cercetători arată că intensitatea unui fascicul laser transmis poate fi controlată prin aplicarea unui alt fascicul laser. În continuare, aceștia plănuiesc să investigheze alte materiale și alte lungimi de undă ale laserului care pot produce efecte similare, notează Eurek Alert.

Vă recomandăm să citiți și:

Haine transformate în surse de energie printr-o nouă tehnologie

Un dispozitiv pe bază de hârtie generează energie electrică din umiditatea din aer

Invenția neobișnuită care extrage CO2 din atmosferă și îl transformă în combustibil

Fizicienii „sparg” regulile magnetismului pentru a avansa computerele cuantice și supraconductorii

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Bananele care nu se mai înnegresc după ce sunt tăiate, așteptate în magazinele din Marea Britanie
Bananele care nu se mai înnegresc după ce sunt tăiate, așteptate în magazinele din Marea Britanie
Un compus produs de bacteriile intestinale ar putea accelera modificările asociate bolii Alzheimer
Un compus produs de bacteriile intestinale ar putea accelera modificările asociate bolii Alzheimer
Babilonul chiar a fost primul oraș al lumii? Imnul pierdut descifrat după milenii
Babilonul chiar a fost primul oraș al lumii? Imnul pierdut descifrat după milenii
Turnul Babel a existat? Povestea biblică, urmele descoperite în Babilon și capodoperele inspirate de el
Turnul Babel a existat? Povestea biblică, urmele descoperite în Babilon și capodoperele inspirate de el
Un experiment pe Pământ întărește ipoteza că Enceladus ar putea găzdui viață
Un experiment pe Pământ întărește ipoteza că Enceladus ar putea găzdui viață
Oamenii de știință au descoperit cum se repară singură retina afectată
Oamenii de știință au descoperit cum se repară singură retina afectată
Roca din care a fost construit Sfinxul ascundea un crocodil vechi de 45 de milioane de ani
Roca din care a fost construit Sfinxul ascundea un crocodil vechi de 45 de milioane de ani
Remediile din orice bucătărie care pot calma tusea fără medicamente
Remediile din orice bucătărie care pot calma tusea fără medicamente
O femeie de 100 de ani mănâncă acest fruct în fiecare dimineață
O femeie de 100 de ani mănâncă acest fruct în fiecare dimineață
Cele trei băuturi pe care le au în comun persoanele centenare
Cele trei băuturi pe care le au în comun persoanele centenare
Un oraș din Japonia a inventat mii de locuitori ca să ia mai mulți bani de la stat
Un oraș din Japonia a inventat mii de locuitori ca să ia mai mulți bani de la stat
Un nou tip de asfalt ar putea rezista până la 20 de ani. Ce ingredient special folosește?
Un nou tip de asfalt ar putea rezista până la 20 de ani. Ce ingredient special folosește?
Eurostat: Aproape o cincime dintre români nu își permit o masă consistentă o dată la două zile
Eurostat: Aproape o cincime dintre români nu își permit o masă consistentă o dată la două zile
13 octombrie 1307 – Arestarea Cavalerilor Templieri. A început atunci superstiția „Vinerea 13”?
13 octombrie 1307 – Arestarea Cavalerilor Templieri. A început atunci superstiția „Vinerea 13”?
De ce oamenii repetă afirmații în fiecare dimineață? Când pot ajuta și când nu fac aproape nimic
De ce oamenii repetă afirmații în fiecare dimineață? Când pot ajuta și când nu fac aproape nimic
Cine a inventat alfabetul? Drumul literelor de la hieroglifele egiptene la alfabetul latin
Cine a inventat alfabetul? Drumul literelor de la hieroglifele egiptene la alfabetul latin
Șase moduri în care tehnologia ne poate ajuta să trăim mai „analogic”
Șase moduri în care tehnologia ne poate ajuta să trăim mai „analogic”
De ce sunt mamele din generația millennials atât de copleșite: muncă, copii și prea puțin timp
De ce sunt mamele din generația millennials atât de copleșite: muncă, copii și prea puțin timp