دانشمندان به تازگی موفق به کشف پدیده‌ای شگفت‌انگیز در علم نور و لیزر شده‌اند که می‌تواند به تغییرات قابل توجهی در درک ما از سایه و تعاملات نور با مواد منجر شود. این تحقیقات در زمینه فیزیک لیزر، ایده پردازی را به سطح جدیدی رسانده و نشان می‌دهد که لیزرها، در شرایط خاص، می‌توانند منجر به مسدود شدن نور و ایجاد سایه شوند.
سایه‌ها به‌طور معمول نتیجه‌ی مستقیم وجود موانع کدر در یک محیط روشن هستند. نور به صورت فوتون‌ها منتشر می‌شود و هنگامی که به یک جسم غیر قابل نفوذ برخورد کند، این اشعه‌ها دیگر قادر به ادامه‌ی مسیر خود نیستند و در نتیجه سایه‌ای را ایجاد می‌کنند که خود نوعی از تاریکی به شمار می‌رود. به عبارت دیگر، سایه‌ها در واقع همان قسمتی از فضا هستند که نور نتوانسته است به آنجا برسد.
آیا لیزرها می توانند سایه ایجاد کنند
اما اکنون فیزیکدانان به مطالعه‌ی پدیده‌ای عجیب و جدید پرداخته‌اند: یک لیزر که از مواد شفاف عبور می‌کند، می‌تواند به نوعی به محیط اطراف خود نسبت به نور، برخه‌ای غیر شفافی ببخشد. این پدیده که ظاهراً نوعی از سایه ایجاد می‌کند، زمانی اتفاق می‌افتد که دو پرتو لیزر به درستی از یکدیگر عبور کنند. در این حالت، پرتو اولیه نمی‌تواند از پرتو ثانویه عبور کند و به این ترتیب سایه‌ای در نور ایجاد می‌شود که به سطح مقابل برخورد می‌کند.
رافائل آبراهاو، فیزیکدان برجسته از آزمایشگاه ملی بروکهاون در ایالات متحده، به این نکته اشاره می‌کند که این کشف ما را به تفکر و تجدید نظر در مفهوم سایه و دنیای نور و فیزیک دعوت می‌کند. فیزیک به‌طور معمول بر این باور بوده است که فوتون‌ها در شرایط عادی هیچ تعامل مستقیمی با یکدیگر ندارند و به راحتی از یکدیگر عبور می‌کنند. این باور به صورت تجربی توضیح داده شده است، به گونه‌ای که اگر یک پرتو نور از پرتو دیگر عبور کند، اثر قابل توجهی بر روی آن نخواهد داشت.
آبراهاو و همکارانش به‌منظور بررسی این موضوع تصمیم به پژوهش در حوزه‌ای خاص گرفتند تا بتوانند به سؤالی پاسخ دهند: آیا امکان دارد که یک پرتو نور به‌طور غیر مستقیم سایه‌ای ایجاد کند؟ آنها در حال مطالعه رفتار پرتوهای نور تحت تأثیر مواد غیرخطی بودند که نسبت به نور واکنش‌های غیرخطی از خود نشان می‌دهند. این مواد به طور خاص، توانایی‌هایی از قبیل تقویت، جذب، و ایجاد تکرار فرکانس های نور را دارند.
برای آزمایش این فرضیه، محققان از نرم‌افزار مدل‌سازی سه‌بعدی برای طراحی و پیش‌بینی الگوهای مورد نیاز برای آزمایش‌های خود استفاده کردند. آنها پرتوهای نوری را به صورت استوانه‌های جامد نشان دادند که سایه می‌اندازند و این امر در ابتدا به‌نظرشان خنده‌دار آمد، اما به تدریج به موضوعی جدی و جذاب تبدیل شد. آبراهاو در این‌خصوص می‌گوید: «این بحث خنده‌دار در هنگام ناهار، باعث انجام آزمایشات جدی‌تری در حوزه فیزیک لیزرها و واکنش‌های نوری مواد شد.»
در این تحقیقات، از یاقوت به‌عنوان ماده که توانایی‌های اپتیکی غیرخطی‌اش شناخته شده است، استفاده شد و آزمایش شامل دو لیزر بود: یکی لیزر آبی و دیگری لیزر سبز. نور لیزر آبی به یک سمت یاقوت تابیده می‌شد و نور سبز به‌طور عمود بر آن عبور می‌کرد. هنگامی که نور سبز روی یاقوت می‌تابید، اختلالی در سطح مولکول‌ها ایجاد می‌شد که باعث می‌شد بخشی از نور آبی مسدود شود.
نتیجه‌گیری این آزمایش این بود که پرتو لیزر سبز رفتار مشابه با یک جسم را از خود نشان می‌داد و یک خط تیره در نور آبی ایجاد می‌کرد. این خط تیره تمام ویژگی‌های یک سایه را داشت و قابل مشاهده بود. جابجایی منبع لیزر نیز باعث حرکت سایه می‌شد، که همه این موارد صحت یافته‌های این پژوهش را تأیید می‌کند.
رافائل آبراهاو در انتها به اهمیت این کشف اشاره می‌کند و می‌افزاید: این پژوهش درک ما از تعاملات نور و ماده را گسترش می‌دهد و این مسئله فرصت‌های جدیدی برای استفاده از نور به شیوه‌هایی که پیشتر تصور نمی‌شد، ایجاد می‌کند. به‌علاوه، این یافته‌ها می‌تواند در حوزه‌های مختلفی از جمله فناوری‌های نوری، دستگاه‌های نوری که قادر به کنترل نور هستند و نیز کاربردهای دقیق در علوم و فناوری مفید باشد. در تمام این موارد، درک بهتری از سایه و نور به ما اجازه می‌دهد تا از لیزرهای پرقدرت و دیگر منابع نوری به نحوی مؤثرتر بهره ببریم.
__ تکنو دات مرجع اخبار تکنولوژی __
