کشف عجیب دانشمندان: نور می‌تواند با مسدودکردن خود سایه ایجاد کند

آبراهاو و تیمش در ابتدا تصمیم گرفته بودند به‌عنوان پروژه‌ای ثانویه، بررسی کنند که آیا یک پرتو‌ی نور می‌تواند سایه ایجاد کند یا خیر. آن‌ها قبلاً در حال بررسی نحوه‌ی تعامل پرتوهای نور با مواد غیرخطی بودند. این مواد دارای خواص منحصر‌به‌فردی هستند که برهم‌کنش آن‌ها با نور، از یک الگوی مستقیم پیروی نمی‌کند و به پدیده‌هایی مانند تقویت، جذب، تمرکز بر خود و ایجاد هارمونیک (یا تکرار فرکانس) منجر می‌شود.

تیم تحقیقاتی از نرم‌افزار مدل‌سازی سه‌بعدی برای تولید طرحواره‌های ساده برای آزمایش‌های خود استفاده می‌کرد. در این نرم‌افزار، پرتو‌ی نور به عنوان استوانه‌ای جامد نشان داده می‌شود که سایه می‌اندازد. فیزیکدانان این استوانه را بسیار خنده‌دار می‌دانستند تا اینکه بحث آن به گفتگو در مورد فیزیک لیزرها و پاسخ اپتیک غیرخطی مواد منجر شد. محققان از آنجا تصمیم گرفتند آزمایشی را برای نشان دادن سایه‌ی پرتو لیزر انجام دهند.

یاقوت ماده‌ای محبوب برای مطالعه‌ی اپتیک غیر‌خطی است؛ بنابراین محققان از آن به عنوان نقطه‌ی ملاقات دو لیزر استفاده کردند. نور لیزر آبی به یاقوتی هدایت می‌شد، از آن عبور می‌کرد و درخشش جالبی روی صفحه می‌تاباند، در حالی که پرتو‌ی باریکی از نور لیزر سبز به صورت عمود بر اولی از دیگری عبور می‌کرد.

هر جا که خط نازک نور سبز روی مولکول‌های یاقوت می‌افتاد، رقص پیچیده‌ای از بالا و پایین ‌رفتن الکترون‌ها رخ می‌داد. در نتیجه، طول موج کمیِ کوتاه‌ترِ نور آبی توسط الکترون‌های در حال گذار مخدوش و مسیر آن از طریق ماده‌ی نیمه‌شفاف مسدود شد.

آبراهاو می‌گوید کشف گروهش دانش ما را در مورد نحوه‌ی تعامل نور با ماده افزایش می‌دهد و ممکن است به استفاده‌های جدید و خلاقانه از نور منجر شود. او همچنین اشاره می‌کند از آنجایی که درک ما از سایه‌ها در کنار دانش ما از نور و اپتیک تکامل یافته، یافته‌ی جدید ممکن است در زمینه‌های مختلف مفید باشد؛ ازجمله سوئیچینگ نوری (جایی که یک نور، نور دیگری را کنترل می‌کند) و فناوری‌هایی که به کنترل دقیق نور نیاز دارند، مانند لیزرهای پرقدرت.

تحقیق در نشریه‌ی Optica منتشر شده است.