Här ser vi skuggan av själva ljuset

Två ljusstrålar passerar normalt rakt igenom varandra utan att påverkas. Men med ett listigt knep har forskare lyckats få en laserstråle att kasta en synlig skugga.

Publicerad

Den tunna linjen som liknar ett hårstrå är i själva verket skuggan av en grön laserstråle.
Bild: R. A. Abrahao, H. P. N. Morin, J. T. R. Pagé, A. Safari, R. W. Boyd, J. S. Lundeen

Forskare i ett labb vid universitetet i Ottawa, Kanada, har sänt en grön laser genom en syntetisk rubin. När de samtidigt belyser rubinen från sidan med en blå laser kan de se en tydlig skugga av den gröna laserstrålen. När den förstoras och projiceras på en skärm, som på bilden, är skuggan synlig för blotta ögat.

Rubinen är normalt i stort sett genomskinlig för synligt ljus eftersom materialet inte har förmågan att absorbera ljus i de våglängderna. Den gröna lasern påverkar materialet så att det blir mindre genomskinligt just där laserstrålen går. Då kan laserstrålen kasta en skugga precis som ett fast föremål.

Material med förvånande effekter

– Det här påminner om metamaterial, som är speciellt strukturerade så att ljus av vissa frekvenser absorberas eller ändrar riktning. Man förstår fysiken så bra att man kan skapa material med förvånande effekter som den vi ser här, säger Mattias Marklund, professor i teoretisk fysik vid Göteborgs universitet, som har läst artikeln om experimentet.

Sådana effekter kan användas för att kontrollera ljus med ljus i olika experiment och tekniska tillämpningar.

Inte oväntat, men häftigt

Alla de ingående delarna i experimentet är kända sedan tidigare, betonar Mattias Marklund. Det speciella är att forskarna lyckas göra experimentuppställningen och visa den här tydliga skuggan.

Effekten beror på att den gröna lasern ger energi till elektronerna i materialet, så att de befinner sig i ett nytt tillstånd där de kan ta upp energin från den blå lasern och alltså absorbera den.



Experimentuppställningen som forskarna använde. Kuben av rubin har en sida på 1,2 centimeter. Den gröna laserstrålen breddas så att den tar upp så stort utrymme som möjligt på bredden men fortfarande är tunn på höjden. Den blå laserstrålen förstoras så att den lyser upp hela kuben. Skuggan har fångats upp både direkt med en kamera och indirekt på en skärm (bilden som ligger längst upp på sidan).
Bild: R. A. Abrahao, H. P. N. Morin, J. T. R. Pagé, A. Safari, R. W. Boyd, J. S. Lundeen

F&F i din mejlbox!

Håll dig uppdaterad med F&F:s nyhetsbrev!

Beställ nyhetsbrev

Kunskap baserad på vetenskap

Prenumerera på Forskning & Framsteg!

Inlogg på fof.se • Tidning • Arkiv med tidigare nummer

Beställ i dag!
Publicerad

Upptäck F&F:s arkiv!

Se alla utgåvor