Gambar yang Anda lihat tepat di atas terlihat sangat mirip dengan citra satelit dari delta sungai besar, di mana saluran utama mulai terbagi menjadi saluran dan saluran yang lebih kecil, yang pada gilirannya terbagi menjadi saluran dan saluran yang lebih kecil. Hal serupa dapat terjadi ketika gelombang merambat di lingkungan tertentu, fenomena ini disebut "aliran bercabang" dan telah diamati oleh fisikawan dalam kaitannya dengan aliran elektron (arus listrik), gelombang suara dan gelombang laut.
Sekarang para ilmuwan telah berhasil mencapai fenomena ini dalam hubungannya dengan cahaya tampak, dan ternyata cukup mudah untuk melakukannya, karena yang diperlukan untuk ini hanyalah laser dan busa, yang terdiri dari gelembung sabun kecil.
Aliran percabangan membutuhkan lingkungan dengan properti tertentu. Strukturnya harus acak, elemen penyusun struktur medium harus lebih besar dari panjang gelombang aliran. Dan perubahan struktur lingkungan harus terjadi dengan cukup lancar, tanpa transisi yang tiba-tiba. Jika semua kondisi ini terpenuhi, perubahan kecil dan fluktuasi dalam struktur media dapat menghilangkan aliran, menyebabkannya terpisah dan terus-menerus “bercabang”.
Perilaku aliran percabangan adalah tipikal untuk gelombang yang memiliki panjang yang cukup panjang, tetapi untuk mendapatkan fenomena seperti itu dalam kaitannya dengan gelombang cahaya cukup sulit sampai peneliti dari Technion Institute of Technology dan University of Central Florida menemukan penggunaan busa dari gelembung sabun sebagai media untuk perambatan cahaya. …
Membran setiap gelembung terdiri dari lapisan cairan yang sangat tipis yang diapit di antara dua lapisan molekul surfaktan. Ketebalan semua ini bervariasi dari lima nanometer hingga beberapa nanometer dan perbedaan ketebalan seperti itu menghasilkan gambar warna-warni yang terkenal di permukaan gelembung sabun. Namun, perbedaan ketebalan yang sama ini dapat bertindak sebagai semacam cermin yang menyebabkan aliran cahaya yang melewatinya membiaskan, membelah, dan bercabang.
Dengan mengarahkan seberkas sinar laser, yang sebelumnya diberi bentuk "datar" khusus, melalui busa sabun, para ilmuwan melihat bahwa sinar ini mulai menyebar di sepanjang lintasan aliran percabangan. Kemudian, mengganti sinar laser yang cukup terang dengan berkas cahaya putih yang lemah, para ilmuwan mengamati sinar ini mulai berubah warna, membelah menjadi berkas yang lebih kecil. Dalam gelembung sabun biasa, aliran udara di sekitar membran menyebabkan perubahan konstan dalam ketebalannya, yang mengarah pada fakta bahwa gambar warna di permukaan terus berubah bentuk dan bergerak. Tidak ada aliran udara yang signifikan di busa, dan gambar cahaya yang terbelah dapat tetap stabil selama beberapa menit.
Perhatikan bahwa pencapaian ini dapat memiliki dampak yang sangat kuat pada bidang yang disebut opto-fluidika, bidang ilmu yang dikhususkan untuk interaksi cahaya dengan cairan yang berbeda. Dan, jika Anda membebaskan imajinasi Anda, maka Anda dapat membayangkan semacam prosesor optik yang melakukan perhitungan, memanipulasi aliran cahaya dengan bantuan perbedaan yang dibuat secara artifisial dalam ketebalan membran di media yang dilalui cahaya ini.
Video promosi:
Dan sebagai kesimpulan, harus disebutkan bahwa percabangan fluks cahaya dalam tiga dimensi adalah fenomena yang telah lama ditebak oleh para ilmuwan, tetapi belum pernah diamati dalam praktiknya hingga saat ini.
