Tikko augšpusē redzamais attēls izskatās pēc lielas upes deltas satelīta attēla, kur galvenais kanāls sāk sadalīties mazākos kanālos un kanālos, kas savukārt sadalās vēl mazākos. Kaut kas līdzīgs var notikt, ja viļņi izplatās noteiktā vidē, šo parādību sauc par "sazarojošo plūsmu", un fiziķi to jau ir novērojuši saistībā ar elektronu plūsmām (elektrisko strāvu), skaņas viļņiem un okeāna viļņiem.
Tagad zinātniekiem ir izdevies panākt šo parādību attiecībā uz redzamo gaismu, un tas izrādījās diezgan vienkārši, jo viss, kas tam bija nepieciešams, bija lāzers un putas, kas sastāv no maziem ziepju burbuļiem.
Zarojošai plūsmai ir nepieciešama vide ar noteiktām īpašībām. Tās struktūrai jābūt nejaušai, elementiem, kas veido barotnes struktūru, jābūt lielākiem par plūsmas viļņa garumu. Vides struktūras izmaiņām jānotiek diezgan gludi, bez pēkšņām pārejām. Ja visi šie nosacījumi ir izpildīti, nelielas izmaiņas un barotnes struktūras svārstības var izkliedēt plūsmu, liekot tai atdalīties un pastāvīgi “sazaroties”.
Zarojošās plūsmas uzvedība ir raksturīga viļņiem, kuru garums ir pietiekami garš, taču šādas parādības iegūšana attiecībā pret gaismas viļņiem bija diezgan sarežģīta, līdz pētnieki no Technion Tehnoloģijas institūta un Centrālās Floridas Universitātes nāca klajā ar ziepju burbuļu putu izmantošanu kā barotni gaismas izplatībai. …
Katra burbuļa membrāna sastāv no ļoti plāna šķidruma slāņa, kas atrodas starp diviem virsmaktīvās vielas molekulu slāņiem. Visa tā biezums svārstās no pieciem nanometriem līdz vairākiem nanometriem, un šādas biezuma atšķirības rada labi zināmos krāsainos attēlus uz ziepju burbuļu virsmas. Šīs pašas biezuma atšķirības var darboties kā sava veida spoguļi, kuru dēļ gaismas plūsma, kas iet cauri tiem, saplīst, sašķeļas un sazarojas.
Virzot lāzera gaismas staru, kam iepriekš tika piešķirta īpaša “plakana” forma, caur ziepju putām, zinātnieki redzēja, ka šis stars sāka izplatīties pa sazarotās straumes trajektoriju. Vēlāk, diezgan spilgtu lāzera gaismu aizstājot ar vāji baltas gaismas staru, zinātnieki vēroja, kā šis stars sāk mainīt krāsu, sadaloties mazākās starās. Parastos ziepju burbuļos gaisa plūsma ap membrānu izraisa pastāvīgas tā biezuma izmaiņas, kas noved pie tā, ka krāsu attēli uz virsmas pastāvīgi maina formu un pārvietojas. Iepīpētājā nav ievērojamu gaisa straumju, un sadalītie gaismas attēli var saglabāties stabili vairākas minūtes.
Ņemiet vērā, ka šis sasniegums var ļoti spēcīgi ietekmēt tā saucamo opto-fluicics - zinātnes jomu, kas veltīta gaismas mijiedarbībai ar dažādiem šķidrumiem. Un, ja jūs piešķirat brīvu iztēli, tad varat iedomāties kaut kādu optisko procesoru, kas veic aprēķinus, manipulējot ar gaismas plūsmām, izmantojot mākslīgi radītas atšķirības membrānu biezumā vidē, caur kuru šī gaisma iziet.
Reklāmas video:
Un nobeigumā jāpiemin, ka gaismas plūsmas sazarošanās trīs dimensijās ir parādība, kuras iespējamību zinātnieki ir domājuši diezgan ilgi, bet kas praksē vēl nekad nav novērota.