นักฟิสิกส์ส่งผ่านแสง ผ่านวัตถุทึบแสง

By: Mr.JoH on Wed, 20/08/2008 - 22:59

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