Теория прохождения света сквозь туман ...

Падающий снег или туман заслоняют от нас картинку, поскольку рассеивают свет во всех направлениях. Лишь некоторая часть его пробивается сквозь завесу. Но теоретические исследования показывают, что всегда существует возможность «обмануть» световые лучи так, чтобы они прошли сквозь такой разупорядоченный материал, и неважно, насколько плотный. Теперь же эти выкладки были подтверждены экспериментально.

Известно, что свет представляет собой электромагнитную волну, движущееся в пространстве возмущение электромагнитных полей – примерно так рябь бежит по поверхности озера. Когда такая волна вступает во взаимодействие с разупорядоченным материалом, который обладает множеством отражающих поверхностей, она отскакивает от него во множестве разных направлений – рассеивается. Лишь некоторые проходят «насквозь» , но чем толще слой материала, тем меньше таких счастливчиков.

Однако существует описанная теоретиками возможность изменить форму световой волны, особым образом «изогнуть» ее так, чтобы она вступала в интерференцию сама с собой. При этом уже отраженные волны взаимодействуют с еще падающими – и взаимно усиливаются, пока не проникнут сквозь полупрозрачное препятствие. Еще в 1980-х было показано, что теоретически в любом препятствии существует «открытый канал» для прохождения света – как бы ни увеличивали мы толщину неупорядоченного материала, туннель в нем уменьшается, но никогда не исчезает полностью. А значит – в его конце есть свет.

Эти умозрительные эксперименты нашли подтверждение лишь недавно, в работе нидерландских физиков Алларда Моска (Allard Mosk) и Иво Веллекоопа (Ivo Vellekoop). Для этого ученые сфокусировали лазерный пучок на полупрозрачном слое гранул оксида цинка, а камера, установленная по ту сторону препятствия, фиксировала прошедший сквозь него свет. Используя обратную связь, они корректировали характеристики падающего света с помощью жидкого кристалла, через который тот проходил и который позволил им задерживать нужные участки волны. Варьируя разные параметры, ученые добились серьезного результата – до 44% исходной волны проходило сквозь препятствие. И даже увеличив толщину полупрозрачного слоя вдвое, с 5,7 до 11,3 мкм, им удалось достичь такого же эффекта. Экстраполируя свои результаты, физики заявляют, что теоретически возможно добиться и 66-процентного прохождения света.