Slika koju vidite malo iznad uvelike nalikuje satelitskoj slici velike riječne delte, gdje se glavni kanal počinje dijeliti na manje kanale i kanale, koji se zauzvrat dijele na još manje. Nešto slično se može dogoditi kada se valovi šire u određenom okruženju, taj se fenomen naziva "razgranati tok", a fizičari su to već primijetili u vezi s protocima elektrona (električna struja), zvučnim valovima i oceanskim valovima.
Sada su znanstvenici uspjeli postići taj fenomen u odnosu na vidljivu svjetlost, a pokazalo se da je to bilo vrlo jednostavno, jer sve što je bilo potrebno za to bio je laser i pjena, koja se sastojala od malih mjehurića sapuna.
Protok grananja zahtijeva okruženje s određenim svojstvima. Njegova bi struktura trebala biti slučajna, a elementi koji čine strukturu medija trebaju biti veći od valne duljine toka. I promjene u strukturi okoliša trebale bi se odvijati prilično glatko, bez naglih prijelaza. Ako su svi ti uvjeti ispunjeni, male promjene i fluktuacije u strukturi medija mogu rastjerati tok, uzrokujući da se on odvaja i stalno se “grana”.
Ponašanje razgranatog toka tipično je za valove koji imaju dovoljno veliku duljinu, ali dobivanje takve pojave u odnosu na svjetlosne valove bilo je prilično teško sve dok istraživači Tehnološkog instituta Tehnologije i Sveučilišta u Središnjoj Floridi nisu došli do uporabe pjene iz sapunskih mjehurića kao medija za širenje svjetlosti …
Membrana svakog mjehurića sastoji se od vrlo tankog sloja tekućine koji se nalazi između dva sloja molekula surfaktanata. Debljina svega toga varira od pet nanometara do nekoliko nanometara, a takve razlike u debljini daju dobro poznate šarene slike na površini mjehurića sapuna. No, te iste razlike u debljini mogu djelovati kao vrsta zrcala koja uzrokuju da se svjetlosni tok koji prolazi kroz njih probije, razdvoji i grani.
Usmjeravajući snop laserske svjetlosti, koji je prethodno dobio poseban "ravni" oblik, kroz sapunice, znanstvenici su vidjeli da se ta zraka počela širiti duž putanje razgranate struje. Kasnije, zamijenivši prilično svijetlu lasersku svjetlost snopom slabe bijele svjetlosti, znanstvenici su promatrali kako ova zraka počinje mijenjati boju, dijeleći se na manje zrake. U običnim mjehurićima sapuna strujanje zraka oko membrane uzrokuje stalne promjene njegove debljine, što dovodi do činjenice da slike u boji na površini stalno mijenjaju oblik i kreću se. Na pločici nema značajnih zračnih struja, a podijeljene svjetlosne slike mogu ostati stabilne nekoliko minuta.
Imajte na umu da ovo dostignuće može imati vrlo snažan utjecaj na polje takozvanih opto-fluida, znanstvenih polja posvećenih interakciji svjetlosti s različitim tekućinama. Ako slobodno pustite svoju maštu, tada možete zamisliti određeni optički procesor koji vrši proračune, manipulirajući svjetlosnim tokovima uz pomoć umjetno stvorenih razlika u debljini membrana u mediju kroz koji prolazi ta svjetlost.
Promotivni video:
I za zaključak treba spomenuti da je grananje svjetlosnog toka u tri dimenzije fenomen, o čijoj su mogućnosti znanstvenici već dugo vremena nagađali, ali što se u posljednje vrijeme nikad nije primijetilo u praksi.