Observação do fluxo ramificado de luz espacialmente incoerente em saboneteira

(a) Configuração experimental mostrando os principais componentes, o caminho que o feixe de luz segue e o sistema de imagem. (b) Paisagem de índice de refração efetivo de um filme de sabão reconstruído usando DNN a partir de uma imagem da luz halógena refletida do filme. (c) BF gerado por uma onda plana coerente. (d) BF gerado por uma fonte localizada acoplada ao filme (a ponta da fibra vista à esquerda). Crédito:Revisão Física X (2022). DOI:10.1103/PhysRevX.12.021007

Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia Technion-Israel realizou a primeira observação experimental do fluxo ramificado de luz espacialmente incoerente – neste caso, usando detergente líquido. Em seu artigo publicado na revista Physical Review X, o grupo descreve seus experimentos envolvendo luz brilhante em amostras 2D de detergente líquido e suas observações.
Pesquisas anteriores mostraram que a luz se movendo através de uma mídia desordenada pode levar a ramificações, onde uma certa quantidade de um feixe pode seguir um caminho em torno de um objeto, enquanto outra parte do mesmo feixe pode seguir outro caminho. Tal ramificação pode levar a canais de luz que se movem através de um determinado meio. Nesse novo esforço, os pesquisadores usaram sabonete líquido como meio.

A equipe aplicou detergente líquido em um prato de vidro (criando um meio 2D) e, em seguida, lançou uma luz através dele a partir de uma borda lateral. Eles tiraram fotos de cima enquanto a luz se movia através do sabão em direção à borda oposta. Para aumentar a ação, os pesquisadores adicionaram um corante que ficou mais brilhante à medida que foi atingido por mais luz, que foi aplicado usando uma fibra óptica.

Estudando as fotografias, os pesquisadores puderam observar a luz inicialmente atingindo uma porção densa do sabão, depois se dividindo e criando dois canais. À medida que a luz nos dois canais atingia outras partes densas do sabão, elas se dividiam e assim sucessivamente até que a luz alcançasse a borda oposta. Os pesquisadores observam que o efeito foi semelhante a um relâmpago ou mesmo a forma de um delta de rio.

Os pesquisadores também observaram que, ao contrário da água, o fluxo de luz pode viajar em qualquer direção, o que permitiu que a luz também viajasse em direção à câmera. Eles também conduziram um experimento que envolveu testar o que acontecia quando parte da luz se aglutinava após a divisão – algumas das quais estavam em sincronia e outras não. Ao ajustar a fonte de luz, eles puderam ver que nas áreas onde a luz estava em sincronia, ela ficava mais brilhante, enquanto nas áreas onde não estava em sincronia, ficava mais escura devido à interferência. + Explorar mais