اكتشف فريق من الفيزيائيين الأمريكيين والكنديين أن شعاع الليزر، الذي كان يعتقد سابقا أنه لا يستطيع إلقاء ظلال، يمكنه في ظروف معينة أن يتصرف كجسم معتم قادر على إحداث "ظل" عند تفاعله مع الضوء. وهو ما يشكل تقدما علميا جديدا قد يغير المفاهيم الأساسية حول طبيعة الضوء وظلاله.
وأظهرت التجارب أن التفاعلات غير الخطية بين الضوء والمادة يمكن أن تؤدي إلى ظواهر بصرية غير مألوفة، مثل "ظل" لشعاع الليزر.
وقال رافائيل أبراو، الباحث في مختبر "بروكهافن" الأمريكي الوطني، في تصريح له: "في الماضي، كنا نعتقد أن شعاع الليزر لا يمكنه إلقاء ظل لأن موجات الضوء يجب أن تتقاطع، أي تمر عبر بعضها البعض، لكننا اكتشفنا ظاهرة بصرية تغير تصورنا جذريا حول طبيعة الظلال. وسيسمح لنا هذا الاكتشاف بإنشاء أنواع جديدة من المفاتيح الضوئية وتقنيات التحكم في حركة الضوء".
توصل العلماء إلى هذا الاكتشاف أثناء دراسة ما يسمى بالتفاعلات غير الخطية بين الضوء والمادة، وهذا ما يصفه الفيزيائيون بظواهر بصرية غير العادية تنشأ نتيجة التفاعلات المتزامنة للذرات وجسيمات المادة الأخرى مع جزيئين أو أكثر من الضوء.
وتستخدم التأثيرات البصرية غير الخطية على نطاق واسع لتضخيم الإشعاع وفي تشغيل الأجهزة الكمومية، وتم اكتشاف أن التفاعلات غير الخطية بين بلورة الياقوت وأشعة الليزر الخضراء والزرقاء تجعل الشعاع الأخضر يلقي "ظلا" مرئيا في ضوء الليزر الأزرق.
ويحدث ذلك نتيجة للتفاعل بين الإلكترونات وجزيئات الضوء من الشعاع الأخضر، مما يتسبب في قيام الإلكترونات الموجودة داخل البلورة بامتصاص "الفوتونات" من شعاع الليزر الأزرق. ونتيجة لذلك، يظهر خط داكن داخل شعاع الليزر الأزرق، وهو عبارة عن نوع من "الظل" الساقط من الليزر الأخضر.
وحسب العلماء، يمكن استخدام هذه الظاهرة للتحكم في حركة الضوء وإنشاء نظيرات بصرية للترانزستورات القادرة على تغيير حالتها اعتمادا على إشارات ضوئية تصل إلى هذه المفاتيح.
وخلص الفيزيائيون إلى أن ذلك سيجعل من الممكن إنشاء أنظمة تحكم أكثر ملاءمة لتشغيل أشعة الليزر عالية الطاقة، كما سيسرع أيضا تطوير نظيرات بصرية للدوائر الإلكترونية الدقيقة الحديثة.
