ทีมนักวิจัย Media Lab ของ MIT ได้ดัดแปลงอุปกรณ์ความละเอียดสูงมาเป็นกล้องวิดีโอที่มีความเร็วสูงที่สุดในโลก สามารถจับภาพได้ถึง 3 ล้านล้านเฟรมต่อวินาที อารมณ์ว่าถ่ายการเคลื่อนที่แบบ Slow motion ของโฟตอนหรืออนุภาคแสงได้เลยทีเดียว

อุปกรณ์ที่ Media Lab เอามาทำกล้องนั้นเรียกว่า "Streak Tube" ซึ่งการใช้งานดั้งเดิมของมันคือการรับสัญญาณโฟตอนที่ตกกระทบแล้วแปลงให้เป็นสัญญาณอิเล็กตรอน ราคาเครื่องตกอยู่ราวๆ 250,000 เหรียญสหรัฐฯ

ไม่ใช่แค่ราคาแพง การถ่ายภาพด้วยกล้องนี้ก็ยังยากเย็นแสนเข็ญอีกด้วย เนื่องจากปกติ Streak Tube ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้รับข้อมูลเป็นภาพ ดังนั้นนักวิจัยจะต้องใช้วิธีจับภาพเป็นเส้นแคบๆ ไล่ไปทีละอัน แล้วค่อยเอามาประกอบเป็นภาพที่สมบูรณ์ (คล้ายการวาดภาพด้วยปืนอิเล็กตรอนบนหน้าจอทีวีสมัยเก่า) ตัวอย่างเช่น วิดีโอของแสงที่เคลื่อนที่ทะลุจากก้นขวดไปฝาขวดอย่างในคลิปข้างล่างต้องใช้เวลาในการเก็บภาพทั้งหมด 1 ชั่วโมง (ไม่นับการประมวลผล)

เครื่อง anti-laser ที่ถูกสร้างขึ้นนี้สามารถดูดซับลำแสงเลเซอร์ที่ตกกระทบได้ถึง 99.4 เปอร์เซ็นต์ โดยการใช้อุปกรณ์ที่รวมลำแสงเลเซอร์สองสายที่มีความถี่จำเพาะเจาะจงไปในช่องทางเดินของแสงที่ทำจากซิลิกอน ซึ่งจะทำให้แสงที่เข้ามาถูกบังคับให้สะท้อนอยู่ภายในจนพลังงานลดลง

พลังงานของแสงที่ค่อยๆ ลดลงจะถูกเปลี่ยนไปในอยู่รูปของความร้อนทำให้มันไม่สามารถใช้เป็นสิ่งป้องกันเลเซอร์พลังงานสูงที่ใช้เป็นอาวุธได้ แต่จากการที่ anti-laser จะดูดซับแสงที่ความยาวคลื่นค่าหนึ่งๆ เท่านั้น ทำให้เราสามารถประยุกต์ใช้อุปกรณ์นี้ไปเป็นสวิตช์แสง (optical switch) เนื่องจากเราสามารถเปิด-ปิดตัว anti-laser ได้โดยเพียงแค่เปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นของแสงที่เข้ามา ซึ่งการประยุกต์ใช้ในแนวทางนี้อาจหมายถึงอนาคตของคอมพิวเตอร์ยุคใหม่ซึ่งใช้แสงในการส่งข้อมูลแทนอิเล็กตรอนก็เป็นได้

ที่มา - BBC News

แสงไม่สามารถส่องผ่านวัถถุทึบแสง ไม่ว่ามันจะมีความบางแค่ไหนก็ตาม แต่อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์ได้แสดงให้เห็นว่า ถ้ามีการจัดรูปแบบของคลื่นแสงดีๆ แล้วให้ผ่านไปยังช่องเล็กๆ ที่กระจายอยู่ในวัตถุ ก็จะทำให้แสงสามารถส่องผ่านได้

วัตถุเช่น กระดาษ, ผ้าใบ และนม ถูกจัดให้เป็นวัตถุทึบแสง เนื่องมาจากคุณสมบัติที่ทำให้แสงกระจาย เมื่อแสงเดินทางมากระทบ ก็จะทำให้หักเหไปในทุกทิศทาง

แต่ในทางทฤษฏี มีการคาดหมายกันว่า ในเนื้อวัตถุจะมีช่องขนาดเล็กๆ พอให้แสงสามารถผ่านไปได้ ในปี 1980 นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ทฤษฏีเมทริกซ์แบบสุ่ม (random matrix theory) แสงให้เห็นว่า ยิ่งวัตถุมีความหนาก็จะมีช่องดังกล่าวน้อยลง แต่ทว่า แม้กระทั่งวัตถุที่หนาที่สุด ก็ยังมีช่องดังกล่าวอยู่

Allard Mosk และ Ivo Vellekoop สองนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัย Twente ประเทศเนเธอร์แลนด์ ได้แสดงให้เห็นวิธีหาช่องดังกล่าว และสาธิตวิธีการควบคุมรูปทรงาของแสง ที่ทำให้สามารผ่านช่องดังกล่าวได้

ในการทดลองนี้ นักฟิสิกส์ได้ทำการโฟกัสลำแสงเลเซอร์ ไปยังชั้นทึบแสงของ white zinc oxide (เป็นวัสดุที่จิตรกรใช้กัน) และทำการวัดแสงที่ปรากฏออกมาจากอีกด้าน และใช้ข้อมูลที่ได้ในการควบคุมรูปทรงของแสง โดยการป้อนข้อมูลกลับไปยังเครื่องคอมพิวเตอร์

ในการที่จะเปลี่ยนรูปทรงของแสง นักฟิสิกส์ทำให้คลื่นแสงบางส่วนเดินทางช้าลง โดยการใช้ผลึกเหลว ทำให้เกิดการแทรกสอดกับแสงส่วนอื่น และในที่สุด ทำให้ปริมาณแสงที่ตกกระทบกับตัวกล้องเพิ่มมากถึง 44% เมื่อเทียบกับแสงที่ไม่ได้มีการเปลี่ยนรูปทรงในตอนแรก

เมื่อนักฟิสิกส์เพิ่มความหนาของวัตถุให้หนามากขึ้น แสงก็สามารถส่งผ่านได้เหมือนเดิม ซึ่งจากการคำนวน 2 ใน 3 ของแสงสามารถผ่านไปได้ ซึ่งตรงกับทฤษฏีที่ได้คาดการณ์ไว้

ผลที่ได้จากการทดลองนี้ สามารถนำไปประยุกต์กับงานได้หลากหลายสาขา เช่นในทางการแพทย์, การผลิตชิป และในอนาคต นักวิจัยยังสามารถนำไปสู่ การเข้าใจคลื่นวิทยุได้ดียิ่งขึ้น

ที่มา - Physorg

คอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ล้วนแต่สร้างมาจากพื้นฐานของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน สำหรับวงการวิทยาศาสตร์ นอกจากการใช้อิเล็กตรอนแล้ว การใช้แสงในการทำงาน ก็เป็นหนึ่งในหนทาง ในการเพิ่มประสิทธิภาพให้กับคอมพิวเตอร์

เทคนิคก่อนๆ ที่เราใช้ควบคุมความเร็วและเก็บแสง ต้องทำงานอยู่ในอุณหภูมิที่ต่ำมากๆ ซึ่งสิ้นเปลืองพลังงาน, มีราคาสูงมหาศาล และสามารถทำงานได้บนบางความถี่ของแสงเท่านั้น แต่เทคนิคใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาขึ้นมา ที่เรียกว่า "Trapped Rainbow" สามารถทำงานได้ด้วยอุณหภูมิปกติ

เทคนิค "Trapped Rainbow" ได้ถูกเสนอโดย ศาตราจารย์ Ortwin Hess และลูกศิษย์ระดับปริญาเอก Kosmas Tsakmakidis ซึ่งมีหลักการทำงานว่า ชั้นของแก้วที่เรียวลงทีละน้อยและล้อมรอบด้วย ชั้นของวัสดุที่มีค่าดัชนีหักเหแสงเป็นลบ เมื่อแสงขาว (แสงที่เราเห็นปกติทั่วไป) ผ่านเข้าไปในวัสดุชนิดนี้ ก็จะไปหยุดอยู่ที่ใดที่หนึ่ง ส่วนแสงสีอื่นๆ ซึ่งมีความถี่ต่างๆกัน ก็จะไปหยุดอยู่ตามชั้นต่างๆของวัสดุชนิดนี้ ซึ่งเป็นที่มาชองชื่อเทคนิคที่เรียกว่า "Trapped Rainbow"

การควบคุมแสงด้วยเทคนิคดังกล่าว สามารถนำไปประยุกต์ใช้งานด้านแสงได้หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นการส่งข้อมูลผ่านระบบอินเตอร์เน็ต, การใช้แสงในการเก็บข้อมูลแทนที่อิเล็กตรอน จนไปถึงกระทั่งการผลิด คาปาซิเตอร์สำหรับแสง (Optical Capacitor)

ก็ขอเอาใจช่วยให้มีคนนำทฤษฏีนี้ไปใช้ได้เร็วๆนะครับ

ที่มา - ScienceDaily

นักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยซิมอน เฟรเซอร์ (Simon Fraser University) ในประเทศแคนนาดา ได้ทำการพัฒนาวัสดุชนิดใหม่ ซึ่งมีค่าไบรีฟรินเจนท์ (Birefringent) สูงสุดในบรรดาของแข็งด้วยกัน เท่าที่เคยมีการค้นพบมา

โดยปกติ วัสดุที่ใช้ทำส่วนประกอบอุปกรณ์เชิงแสง จะทำจากแร่แคลไซต์ (Calcite) ซึ่งมีค่า ไบรีฟริเจนท์ประมาณ 0.17 ซึ่งวัสดุที่ได้ทำการพัฒนาใหม่ให้ค่าไบรีฟรินเจนท์ สูงถึง 0.4 ซึ่งถือว่าสูงมาก

การพัฒนาวัสดุชนิดนี้ สามารถนำไปประยุกต์ใช้งาน ในการปรับปรุง การเก็บข้อมูล, และการสื่อสารข้อมูล ที่ใช้แสงเป็นองค์ประกอบ

ป.ล. ไบรีฟรินเจนท์ คือปรากฏการณ์ที่แสงเดินทางผ่านตัวกลาง ที่มีค่าดัชนีหักเหแสงแตกต่างกัน และแยกรังสีออกมาเป็นสองทาง อธิบายลำบาก ไปดูรูปประกอบใน wiki ดีกว่า ที่นี่

ที่มา - ScienceDaily