Phát hiện thấy tia laser có thể chặn ánh sáng, tạo ra bóng tối

Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Brookhaven, Mỹ, vừa phát hiện một đặc tính kỳ lạ của tia laser khi sử dụng nó để chiếu xuyên qua một số dạng vật liệu nhất định.

Mọi chuyện bắt đầu khi các nhà nghiên cứu sử dụng phần mềm 3D để tạo sơ đồ cho một thí nghiệm về ánh sáng. Tuy nhiên, họ phát hiện thấy chùm tia laser trong mô phỏng hiện ra dưới dạng một hình trụ, và thậm chí có thể chặn ánh sáng thông qua việc đổ bóng lên mặt phẳng.

Quá bất ngờ trước kết quả này, nhóm quyết định tiến hành một thí nghiệm thực tế để chứng minh sự “đổ bóng của chùm tia laser”.

Trong thí nghiệm, họ sử dụng một chùm tia laser màu xanh lam (tạm gọi: tia A) chiếu xuyên qua khối hồng ngọc trong suốt, rồi tạo một điểm giao thoa vuông góc với chùm tia laser thứ hai, có màu xanh lục (tia B).

Tại điểm giao nhau của hai chùm tia, sự biến đổi phân tử xảy ra, khiến các electron như “nhảy múa”, với số lượng tăng/giảm không ngừng. Họ gọi đây là các electron chuyển tiếp.

Nhóm nghiên cứu nhận thấy, bước sóng ngắn hơn một chút của tia A gần như ngay lập tức bị “rối loạn” bởi các electron chuyển tiếp. Điều này khiến đường đi của nó qua vật liệu trong suốt bị chặn lại.

Cùng với đó, chùm tia B cũng trở thành vật chặn sáng. Sự kết hợp giữa hai chùm tia tạo ra một đường tối, hiện lên mặt phẳng mà tia A chiếu vào.

Đường tối này đáp ứng đầy đủ mọi tiêu chí để được phân loại là bóng. Nó có thể nhìn thấy bằng mắt thường, nằm trên mặt phẳng mà nó được chiếu vào. Thậm chí khi di chuyển một trong hai nguồn sáng, đường tối này cũng di chuyển theo.

Theo lý thuyết cơ bản về ánh sáng, các photon (vật tạo thành ánh sáng) di chuyển cho đến khi chúng chạm vào một vật thể mà chúng không thể xuyên qua. Sự cản trở này tạo ra bóng tối, hay một mảng tối nhỏ ở nơi ánh sáng bị cản trở.

Tuy nhiên, thí nghiệm trên với tia laser đã chỉ ra một ngoại lệ, khi ánh sáng có thể tạo ra bóng tối với thành phần chỉ bao gồm chính nó.

Nhóm nghiên cứu cho biết, khám phá này mở rộng sự hiểu biết của chúng ta về tương tác ánh sáng – vật chất. Nó cũng mở ra những khả năng mới để sử dụng ánh sáng theo những cách mà trước đây chúng ta chưa từng nghĩ đến.