Kekhasan pemodelan 3D ilmiah telah membawa pada penemuan bahwa sinar laser dapat, dalam situasi yang tepat, memberikan bayangannya sendiri.
Temuan ini menantang pemahaman kita saat ini tentang apa itu bayangan, tulis para peneliti dalam makalah baru yang diterbitkan pada 14 November di jurnal tersebut. optik.
“Sebelumnya sinar laser dianggap mustahil menghasilkan bayangan, karena cahaya biasanya melewati cahaya lain tanpa berinteraksi,” kata rekan penulis studi tersebut. Rafael Abrahamokata seorang fisikawan di Brookhaven National Laboratory, di a penyataan. “Demonstrasi kami mengenai efek optik yang sangat berlawanan dengan intuisi mengundang kami untuk mempertimbangkan kembali gagasan kami tentang bayangan.”
Bayangkan dua sinar senter melewati satu sama lain: tidak ada yang menghalangi yang lain. Namun, beberapa model komputer 3D dari sistem laser menggambarkan sinar laser sebagai sebuah silinder. Model tersebut memberikan bayangan tersendiri pada sinar laser yang disimulasikan karena model tersebut memperlakukannya sebagai benda padat dan bukan sebagai berkas cahaya. Selama perbincangan makan siang tentang keunikan sistem pemodelan ini, beberapa ilmuwan bertanya-tanya apakah mereka dapat meniru fenomena tersebut dengan petir sungguhan.
“Apa yang dimulai sebagai diskusi yang menyenangkan saat makan siang kemudian mengarah pada perbincangan tentang fisika laser dan respons optik nonlinier material,” kata Abrahao dalam pernyataannya. “Dari sana kami memutuskan untuk melakukan percobaan untuk menunjukkan bayangan sinar laser.”
Para peneliti melakukan percobaan dengan kristal rubi, bahan populer untuk mempelajari sifat cahaya yang tidak biasa. Mereka mengarahkan laser hijau dan laser biru ke batu rubi dengan posisi tegak lurus satu sama lain. Pada layar di depan laser biru, mereka melihat garis gelap dimana laser hijau menghalangi cahaya biru yang keluar dari kaca.
Fenomena aneh ini muncul dari properti batu delima itu sendiri. Ketika laser hijau bertemu dengan atom di sepanjang jalurnya melalui kaca, ia memberikan sedikit energi ekstra kepada elektron dalam atom tersebut. Dalam keadaan energi tinggi, elektron tersebut dapat menyerap cahaya biru dari laser kedua. Sinar laser hijau berperilaku seperti objek, menghalangi cahaya biru dan memproyeksikan garis gelap pada layar.
Garis gelap tersebut memenuhi semua kriteria bayangan: terlihat dengan mata telanjang, berbentuk objek yang menghalangi cahaya, dan bergerak seiring dengan gerakkan laser hijau oleh para peneliti.
Para ilmuwan juga menemukan bahwa mereka dapat menyesuaikan intensitas laser hijau untuk menciptakan bayangan yang lebih gelap atau terang. Kontras maksimum antara area terang dan gelap pada layar adalah sekitar 22%, serupa dengan kontras bayangan pohon pada hari cerah.
“Penemuan ini memperluas pemahaman kita tentang interaksi materi cahaya dan membuka kemungkinan baru untuk menggunakan cahaya dengan cara yang belum pernah kita pertimbangkan sebelumnya,” kata Abrahao dalam pernyataannya.
Temuan ini dapat bermanfaat dalam beberapa bidang, tambah Abrahao. Contohnya adalah peralihan optik pada perangkat yang mengandalkan cahaya untuk mengontrol keberadaan cahaya lain, atau dalam teknologi yang memerlukan kontrol transmisi cahaya yang tepat, seperti laser berkekuatan tinggi.
