Bildet du ser rett over ligner mye på et satellittbilde av et stort elvedelta, der hovedkanalen begynner å dele seg opp i mindre kanaler og kanaler, som igjen deler seg opp i enda mindre. Noe lignende kan oppstå når bølger forplanter seg i et visst miljø, dette fenomenet kalles "forgreningsstrøm" og det er allerede observert av fysikere i forhold til elektronstrømmer (elektrisk strøm), lydbølger og havbølger.
Nå har forskere klart å oppnå dette fenomenet i forhold til synlig lys, og det viste seg å være ganske enkelt å gjøre dette, fordi alt som var nødvendig for dette var en laser og skum, bestående av små såpebobler.
En forgreningsstrøm krever et miljø med visse egenskaper. Strukturen skal være tilfeldig, elementene som utgjør strukturen til mediet skal være større enn bølgelengden til strømmen. Og endringer i strukturen i miljøet skal skje ganske jevnt, uten brå overganger. Hvis alle disse betingelsene er oppfylt, kan små forandringer og svingninger i strukturen til mediet spre strømmen og føre til at den skiller seg og stadig "forgrener" seg.
Forgreningens strømningsatferd er typisk for bølger med tilstrekkelig lang lengde, men å skaffe et slikt fenomen i forhold til lysbølger var ganske vanskelig før forskere fra Technion Institute of Technology og University of Central Florida kom med bruken av skum fra såpebobler som et medium for lysformering …
Membranen til hver boble består av et veldig tynt lag væske klemt mellom to lag med overflateaktive molekyler. Tykkelsen på alt dette varierer fra fem nanometer til flere nanometer, og slike forskjeller i tykkelse gir de kjente fargerike bildene på overflaten av såpebobler. Men disse samme forskjellene i tykkelse kan fungere som en slags speil som får en lysstrøm som passerer gjennom dem til å bryte, splitte og forgrenes.
Ved å lede en stråle med laserlys, som tidligere hadde fått en spesiell "flat" form, gjennom såpeskuddene, så forskerne at denne strålen begynte å spre seg langs banen til en forgreningsstrøm. Senere, og erstattet et ganske sterkt laserlys med en stråle med svakt hvitt lys, så forskerne da denne strålen begynte å endre farge og delte seg i mindre stråler. I vanlige såpebobler forårsaker luftstrømmen rundt membranen konstante endringer i tykkelsen, noe som fører til at fargebildene på overflaten stadig endrer form og beveger seg. Det er ingen betydelige luftstrømmer i skummet, og de delte lysbildene kan holde seg stabile i flere minutter.
Merk at denne bragden kan ha en veldig sterk innvirkning på feltet såkalt opto-fluidikk, et vitenskapsfelt viet til interaksjon mellom lys og forskjellige væsker. Og hvis du gir fantasien frie tøyler, kan du tenke deg en viss optisk prosessor som utfører beregninger, og manipulerer lysstrømmene ved hjelp av kunstig skapte forskjeller i tykkelsen på membranene i mediet som dette lyset passerer gjennom.
Salgsfremmende video:
Og avslutningsvis skal det nevnes at forgreningen av lysstrømmen i tre dimensjoner er et fenomen, som forskerne har gjettet på ganske lang tid, men som aldri har blitt observert i praksis før nylig.
