شکست حدنصاب پرتاب لیزر

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، در حالی که نتایج قبلی کمتر از یک متر بود، این جدیدترین آزمایش به رهبری فیزیکدان هوارد میلچبرگ (Howard Milchberg) از دانشگاه مریلند (UMD) زمینه جدیدی را برای محدود کردن نور به کانال‌هایی به نام موجبر‌های هوا ایجاد می‌کند.
محققان معتقدند که نتایج این آزمایش می‌تواند الهام بخش راه‌های جدیدی برای دستیابی به ارتباطات مبتنی بر لیزر دوربرد یا حتی فناوری پیشرفته سلاح‌های مبتنی بر لیزر باشد.
در این زمینه اندرو تارتارو (Andrew Tartaro) فیزیکدان دانشگاه مریلند می‌گوید: نتایج ما نشان می‌دهد که اگر راهرو طولانی تری داشتیم، می‌توانستیم لیزر را برای یک موجبر طولانی‌تر تنظیم کنیم.
به گفته محققان، لیزر‌ها می‌توانند برای طیف وسیعی از کاربرد‌ها مفید باشند، اما پرتو‌های منسجم نوری که مرتب شده اند باید به نحوی جمع و متمرکز شوند. اگر لیزر به حال خود رها شود، پراکنده می‌شود و قدرت و کارایی خود را از دست می‌دهد. یکی از این روش ها استفاده از موجبر و دقیقاً همان چیزی است که به نظر می‌رسد امواج الکترومغناطیسی را به یک مسیر خاص هدایت و از پراکندگی آن‌ها جلوگیری می‌کند.
در این زمینه فیبر نوری یک لوله شیشه‌ای است که امواج الکترومغناطیسی در امتداد آن هدایت می‌شود. از آنجاکه روکش بیرونی لوله دارای ضریب شکست کمتری نسبت به مرکز لوله است، نوری که سعی در پخش شدن دارد به جای آن به داخل لوله خم می شود و پرتو را در طول آن حفظ می‌کند.
آزمایش‌های اولیه، یک موجبر هوایی به طول حدود ۷۰ سانتی متر با استفاده از چهار رشته ایجاد کرد. برای افزایش مقیاس آزمایش، محققان به رشته‌های بیشتر و یک تونل بسیار طولانی‌تر نیاز داشتند که بتواند نور خود را بتاباند. از این رو، یک راهرو طولانی در مرکز تحقیقات انرژی دانشگاه مریلند، تغییر یافت تا امکان انتشار ایمن لیزر‌های پرتودهی شده از طریق سوراخ در دیوار آزمایشگاه را فراهم کند. بنابراین، نقاط ورودی راهرو مسدود و سطوح براق پوشانده شد و پرده‌های جاذب لیزر مستقر شدند.
در نهایت، این گروه قادر به ایجاد یک موجبری با قابلیت عبور از یک راهروی ۴۵ متری شد. در انتهای موجبر، پالس لیزر در مرکز حدود ۲۰ درصد نور را حفظ کرده بود که در غیر این صورت بدون یک موجبر از بین می‌رفت.
در آزمایشگاه، این گروه همچنین یک موجبر هوایی کوتاه‌تر ۸ متری را برای اندازه گیری فرآیند‌هایی بررسی کرد که در راهرو رخ می‌داد. این آزمایش‌های کوتاه‌تر توانستند ۶۰ درصد نوری را حفظ کنند که از بین می‌رفت.
آزمایش‌ها نشان داد که موجبر بسیار زودگذر است و فقط صدم ثانیه دوام می‌آورد. با این حال، برای هدایت چیزی که با سرعت نور حرکت می‌کند، آن زمان کافی است. این تحقیق نشان می‌دهد که در کجا می‌توان بهبود‌ها را انجام داد. برای مثال، بازده هدایت و طول بالاتر باید منجر به از دست رفتن نور حتی کمتری شود.
میلچبرگ در پایان می‌گوید: دستیابی به مقیاس ۵۰ متری برای موجبر‌های هوایی، به معنای واقعی کلمه مسیر را برای موجبر‌های طولانی‌تر و کاربرد‌های بسیاری روشن می‌کند.
شرح کامل این تحقیق در مجله تخصصی Physical Review X منتشر شده است.