Opak materyallerden ışığın geçmesi şu ana kadar neredeyse imkansız gözükmüştür. Ancak sonunda, Debye Enstitüsü ve Twente Üniversitesi; özel patikalar sayesinde ışığın opak materyaller içerisinden geçişini sağladılar. Bu çalışma bizi, örneğin cilt gibi bazı materyaller boyunca ışığın taşınmasını daha iyi anlamaya kadar götürebilir. Araştırmacılar yaptıkları bu çalışmanın sonuçlarını prestijli bir dergi olan Optics Express’te 7 Kasım 2016’da yayınladılar.
Işık difüzyonu, eşit olmayan bir yüzey veya homojen olmayan bir yapıdaki nesne ile ışık dalgalarının iletişim haline geçmesi fenomenidir. Bu difüzyon cilt, kağıt ya da örneğin bulutlarda ışığın görünümünü imkansız kılar. Bu materyaller büyük çoğunlukla opaktır ve ışığın sadece küçük bir yüzdesi onlara nüfuz edebilir. Ancak yine de bu materyallerin açık kanalları, materyal ne kadar kalın olursa olsun ışık dalgalarının izleyebileceği özel yolları vardır. Utrecht’ten PhD öğrencisi Jeroen Bosch, bir opak materyalden daha fazla ışık göndermek için bu açık kanalları bulmayı başardı.
Işıkla masa tenisi oynamak
Materyale tam olarak ne kadar ışık yansıtılması gerektiğini keşfetmek yerine araştırmacılar ışıkla “masa tenisi” oynadılar. Bu araştırmacılardan açık kanalları bulmayı başaran Bosch, konuyla ilgili şöyle konuşuyor: “Rastgele bir şekilde ışığı materyale yolladık ve ışığın saçılmasıyla ilgili veriyi çok az farklı bir durumda aynı yol boyunca yollamak üzere kullandık. Böylelikle materyalden çok daha fazla ışık geçiyordu.” Araştırmacılar, bu süreci birkaç kez tekrarladıktan sonra -ışığı ileri geri materyale yollayarak- hangi şekildeki ışık dalgasının materyal boyunca kendi yolunu bulması gerektiğini keşfettiler.
Tüm renkler farklı
İlerideki dalganın şekli -ışık dalgasının ön ucu- materyale ışığın nüfuz edeceği dereceği belirler. Öndeki dalganın optimal şekli, her ışık rengi için farklıdır. Bosch’a göre: “Kural tüm dalga boyları için geçerli ancak her bir dalga boyu için işleyen tek bir ön dalga şekli var. Eğer ön dalganın şeklini sabitlerseniz ve daha sonra dalga boyunu değiştirirseniz materyale çok daha az ışığın nüfuz ettiğini göreceksiniz.” Bu açık kanalların dalga boyu bağımlılığı bilgisi, araştırmacılara açık kanalların “yol uzunluğu” için bir ölçüm sağlıyor. Örneğin böyle özel bir yolda ışık ne kadar süre yolculuk ediyor? İşte bu sorunun cevabı araştırmacılara yayıcı materyallerde ışığın yolculuğuna dair önemli bir öngörü de sunuyor…
Haber kaynağı: http://www.illumni.co/utrecht-researchers-find-path-for-light-through-opaque-materials/