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Einzigartiges Experiment: Dieser Laser projiziert einen sichtbaren Schatten 💥
Veröffentlicht von Adrien, Quelle:Optica Andere Sprachen: FR, EN, ES, PT
Unter bestimmten sehr spezifischen Bedingungen kann ein Laserstrahl einen Schatten projizieren und damit unser klassisches Verständnis von Licht infrage stellen. Dieses ungewöhnliche Phänomen, das von einem Forscherteam aufgedeckt wurde, ebnet den Weg für überraschende Anwendungen bei der Manipulation von Licht durch Licht.
Ein sichtbarer "Laserschatten" in Form einer dunklen Linie vor dem blauen Hintergrund. Bildnachweis: R. A. Abrahao et al.
Die Wissenschaftler nutzten eine optische Eigenschaft namens nichtlineare Absorption, um diesen Effekt zu demonstrieren. In ihrem Experiment durchquerte ein leistungsstarker grüner Laser einen Rubin-Kristall und veränderte lokal dessen Reaktion auf ein seitlich einfallendes blaues Licht. Ergebnis: eine sichtbare dunklere Region, vergleichbar mit dem Schatten eines physischen Objekts.
Traditionell geht man davon aus, dass Licht ohne Wechselwirkung durch anderes Licht hindurchgeht. Diese Entdeckung, die im Brookhaven National Laboratory gemacht wurde, stellt dieses Prinzip infrage. Für Raphael A. Abrahao, den Leiter des Teams, illustriert sie die Vielfalt der Wechselwirkungen zwischen Licht und Materie und regt dazu an, den Begriff des Schattens neu zu überdenken.
Die ursprüngliche Idee entstand während einer informellen Diskussion unter Forschern. Inspiriert von 3D-Modellen, die Schatten von Lasern vorschlugen, wollten sie diese Möglichkeit im Labor testen. Durch die Veränderung der optischen Eigenschaften des Rubins übernahm der grüne Laser die Rolle eines physischen Objekts, während der blaue Laser als Beleuchtung diente.
Das Team konnte den Laserschatten mit Eigenschaften beobachten, die klassischen Schatten ähneln: mit bloßem Auge sichtbar, der Form des Strahls getreu und den geometrischen Gesetzen folgend. Dieses Experiment zeigt, dass Laser andere Laser kontrollieren können – eine vielversprechende Perspektive für fortschrittliche Technologien.
Ein grüner Laserstrahl verändert die optische Absorption des blauen Lasers und erzeugt eine sichtbare dunkle Region. Bildnachweis: R. A. Abrahao et al.
Die Forscher modellierten außerdem den Kontrast dieses Schattens in Abhängigkeit von der Laserstrahlleistung. Sie erreichten einen maximalen Kontrast von 22 %, vergleichbar mit dem Schatten eines Baumes an einem sonnigen Tag. Diese experimentellen Daten stimmen mit ihrem theoretischen Modell überein.
Neben ihrem wissenschaftlichen Wert könnte dieses Phänomen Bereiche wie optische Schalter oder Hochleistungslasersysteme revolutionieren. Das Team plant, weitere Materialien und Wellenlängen zu untersuchen, um ähnliche Effekte zu erforschen.