Imaginea pe care o vedeți chiar mai sus arată foarte mult ca o imagine din satelit a unei delte fluviale mari, unde canalul principal începe să se împartă în canale și canale mai mici, care la rândul lor se împart în altele chiar mai mici. Ceva similar poate apărea atunci când undele se propagă într-un anumit mediu, acest fenomen se numește „flux de ramificare” și a fost deja observat de către fizicieni în raport cu fluxurile de electroni (curent electric), undele sonore și undele oceanice.
Acum, oamenii de știință au reușit să realizeze acest fenomen în raport cu lumina vizibilă și s-a dovedit a fi destul de simplu să facă acest lucru, deoarece tot ceea ce era necesar pentru acest lucru era un laser și o spumă, format din bule de săpun mici.
Un flux de ramificare necesită un mediu cu anumite proprietăți. Structura sa ar trebui să fie aleatorie, elementele care alcătuiesc structura mediului ar trebui să fie mai mari decât lungimea de undă a fluxului. Și schimbările în structura mediului ar trebui să apară destul de lin, fără tranziții bruște. Dacă sunt îndeplinite toate aceste condiții, mici modificări și fluctuații în structura mediului pot disipa fluxul, determinând separarea și „ramificarea” constantă a acestuia.
Comportamentul fluxului de ramificare este tipic pentru undele care au o lungime suficient de lungă, dar obținerea unui astfel de fenomen în raport cu undele de lumină a fost destul de dificilă până când cercetătorii de la Institutul de Tehnologie Technion și Universitatea din Florida Centrală au venit cu utilizarea spumei din bule de săpun ca mediu pentru propagarea luminii …
Membrana fiecărei bule constă dintr-un strat foarte subțire de lichid sandwich între două straturi de molecule de agent tensioactiv. Grosimea de toate acestea variază de la cinci nanometri la mai mulți nanometri și astfel de diferențe de grosime produc imaginile colorate bine cunoscute de pe suprafața bulelor de săpun. Dar, aceste aceleași diferențe de grosime pot acționa ca un fel de oglinzi care determină un flux de lumină care trece prin ele să se refracteze, să se divizeze și să se ramifice.
Regizând un fascicul de lumină laser, căruia i se dăduse anterior o formă specială „plată”, prin sudurile de săpun, oamenii de știință au văzut că acest fascicul a început să se răspândească de-a lungul traiectoriei unui curent de ramificare. Mai târziu, înlocuind o lumină laser destul de strălucitoare cu un fascicul de lumină albă slabă, oamenii de știință au observat cum acest fascicul începe să își schimbe culoarea, divizându-se în grinzi mai mici. În bulele de săpun obișnuite, fluxul de aer din jurul membranei provoacă modificări constante ale grosimii sale, ceea ce duce la faptul că imaginile color pe suprafață își schimbă în mod constant forma și se mișcă. Nu există curenți de aer semnificanți în nuanță, iar imaginile cu lumină divizată pot rămâne stabile câteva minute.
Rețineți că această realizare poate avea un impact foarte puternic în domeniul așa-numitelor opto-fluide, un domeniu științific dedicat interacțiunii luminii cu diferite lichide. Și, dacă dați frâu liber imaginației voastre, vă puteți imagina un fel de procesor optic care efectuează calcule, manipulând fluxurile de lumină cu ajutorul diferențelor create artificial de grosimea membranei în mediul prin care trece această lumină.
Video promotional:
Și în concluzie, trebuie menționat că ramificarea fluxului de lumină în trei dimensiuni este un fenomen despre care oamenii de știință au ghicit de mult timp, dar care nu a fost niciodată observat în practică până de curând.
