آیا نور می‌تواند سایه بیندازد؟ این پرسش که در نگاه اول فلسفی به نظر می‌رسد، اکنون پاسخی علمی آشکار یافته است. پژوهشگران نشان داده‌اند که در شرایط خاص، پرتو لیزر می‌تواند همانند یک جسم کدر عمل کرده و سایه تشکیل دهد. این کشف نه‌تنها تعریف سنتی سایه‌ها را به چالش می‌کشد، بلکه راه‌های نوینی را برای فناوری‌هایی گشوده است که از پرتو لیزر برای کنترل پرتوهای دیگر بهره می‌برند.
رهبری تحقیق
این پژوهش تحت رهبری دکتر رافائل آبراهائو (Raphael A. Abrahao) از آزمایشگاه ملی بروکهیون (Brookhaven) انجام شده که پیش از این در دانشگاه اتاوا فعالیت می‌کرده است. وی در این باره بیان می‌دارد:
🔗 بیشتر بخوانید: چطور کسب‌وکارهای کوچک از نوآوری‌های مالی منفعت می‌برند_آیندگان
«تشکیل سایه توسط نور لیزر تا پیش از این غیرممکن تصور می‌شد، زیرا طبق معمول نور بدون تعامل از میان نور دیگر عبور می‌کند. این آزمایش یک اثر اپتیکی غیرمنتظره و قابل‌توجه را نشان داده و ما را به بازنگری در تعریف سایه‌ها دعوت می‌کند.»
سازوکار تشکیل سایه توسط لیزر
محققان در مقاله‌ای که در مجله Optica منتشر شده، نشان داده‌اند که با بهره‌گیری از کریستال یاقوت و طول‌موج‌های خاص، پرتو لیزر می‌تواند نور پرتو دیگری را مسدود کرده و سایه‌ای قابل مشاهده ایجاد کند. این پدیده در اثر یک فرایند اپتیکال غیرخطی رخ می‌دهد که در آن نور با ماده به شکلی وابسته تعامل برقرار می‌کند و بر میدان نوری دیگر تأثیر می‌گذارد.
🔗 بیشتر بخوانید: از شعار تا فناوری واقعی؛ داستان کوانتوم‌دات در تلویزیون‌ها_آیندگان
دکتر آبراهائو می‌افزاید: «درک ما از سایه‌ها همواره با درک نور و اپتیک همگام بوده است. این یافته تازه می‌تواند در کاربردهایی چون سوئیچینگ اپتیکال، که در آن نور، حضور یا عدم حضور نور دیگری را کنترل می‌کند، یا در فناوری‌هایی که نیازمند کنترل دقیق انتقال نور هستند، سودمند واقع شود.»
آزمایش و نتایج
ایده این تحقیق نخستین بار در حین یک گفتگوی دوستانه در زمان استراحت میان پژوهشگران طرح شد. وقتی یکی از آن‌ها اشاره کرد که برخی نرم‌افزارهای سه‌بعدی در شبیه‌سازی‌ها، سایه لیزر را ترسیم می‌کنند، این سوال پیش آمد که آیا چنین پدیده‌ای در دنیای واقعی نیز محقق است؟
🔗 بیشتر بخوانید: صفحه حمایتسامسونگ به‌نادرست اراعه گلکسی S24 FE را تایید کرد_آیندگان
برای پاسخ به این پرسش، تیم تحقیقاتی یک لیزر سبز با توان بالا را از درون یک مکعب کریستال یاقوت عبور دادند و همزمان یک لیزر آبی دیگر را از کنار آن تاباندند. وقتی لیزر سبز درون یاقوت نفوذ کرد، پاسخ نوری ماده را برای طول‌موج آبی تغییر داد. لیزر سبز در حالی که لیزر آبی نقش پرتو نور پس‌زمینه را ایفا می‌کرد، همانند یک جسم کدر عمل کرد.
این تعامل منجر به ایجاد سایه بر روی یک صفحه شد که به صورت یک ناحیه تاریک در مکانی که لیزر سبز، نور آبی را مسدود می‌کرد، دیده می‌شد. این اثر نتیجه جذب غیرخطی اپتیکال در کریستال یاقوت است. لیزر سبز باعث افزایش جذب اپتیکال لیزر آبی شد و مناطقی با شدت نوری کمتر شکل گرفت که به صورت سایه ظاهر گردید.
از منظر فناوری، این کشف نشان می‌دهد که شدت یک پرتو لیزر عبوری می‌تواند با اعمال پرتو لیزر دیگری کنترل گردد. پژوهشگران قصد دارند در آینده این اثر را با مواد و طول‌موج‌های لیزری دیگر بررسی کنند تا کاربردهای گسترده‌تری برای آن آشکار سازند.