L'image que vous voyez juste au-dessus ressemble beaucoup à une image satellite d'un grand delta fluvial, où le canal principal commence à se diviser en canaux et canaux plus petits, qui à leur tour se divisent en canaux encore plus petits. Quelque chose de similaire peut se produire lorsque les ondes se propagent dans un certain environnement, ce phénomène est appelé «flux de ramification» et il a déjà été observé par les physiciens en relation avec les flux d'électrons (courant électrique), les ondes sonores et les ondes océaniques.
Maintenant, les scientifiques ont réussi à réaliser ce phénomène en relation avec la lumière visible, et cela s'est avéré assez simple à faire, car tout ce qui était nécessaire pour cela était un laser et une mousse, composée de petites bulles de savon.
Un flux de ramification nécessite un environnement avec certaines propriétés. Sa structure doit être aléatoire, les éléments qui composent la structure du milieu doivent être supérieurs à la longueur d'onde du flux. Et les changements dans la structure de l'environnement devraient se produire en douceur, sans transitions brusques. Si toutes ces conditions sont remplies, de petits changements et fluctuations dans la structure du milieu peuvent dissiper le flux, le faisant se séparer et se «ramifier» constamment.
Le comportement de l'écoulement de ramification est typique pour les ondes ayant une longueur suffisamment longue, mais l'obtention d'un tel phénomène en relation avec des ondes de lumière était assez difficile jusqu'à ce que des chercheurs du Technion Institute of Technology et de l'Université de Floride centrale proposent l'utilisation de mousse de bulles de savon comme moyen de propagation de la lumière. …
La membrane de chaque bulle est constituée d'une très fine couche de liquide prise en sandwich entre deux couches de molécules de tensioactif. L'épaisseur de tout cela varie de cinq nanomètres à plusieurs nanomètres et de telles différences d'épaisseur produisent les images colorées bien connues à la surface des bulles de savon. Mais ces mêmes différences d'épaisseur peuvent agir comme une sorte de miroirs qui provoquent la réfraction, la division et la ramification d'un flux de lumière les traversant.
En dirigeant un faisceau de lumière laser, qui avait auparavant une forme "plate" spéciale, à travers la mousse de savon, les scientifiques ont vu que ce faisceau commençait à se propager le long de la trajectoire d'un courant de ramification. Plus tard, en remplaçant une lumière laser assez brillante par un faisceau de lumière blanche faible, les scientifiques ont observé que ce faisceau commençait à changer de couleur, se divisant en faisceaux plus petits. Dans les bulles de savon ordinaires, le flux d'air autour de la membrane provoque des changements constants dans son épaisseur, ce qui conduit au fait que les images couleur à la surface changent constamment de forme et de mouvement. Il n'y a pas de courants d'air significatifs dans la mousse et les images de lumière divisée peuvent rester stables pendant plusieurs minutes.
A noter que cette réalisation peut avoir un impact très fort sur le domaine de la soi-disant opto-fluidique, un domaine scientifique consacré à l'interaction de la lumière avec différents liquides. Et, si vous laissez libre cours à votre imagination, vous pouvez imaginer une sorte de processeur optique qui effectue des calculs, manipulant les flux de lumière à l'aide de différences créées artificiellement dans l'épaisseur des membranes dans le milieu à travers lequel passe cette lumière.
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Et en conclusion, il faut mentionner que la ramification du flux lumineux en trois dimensions est un phénomène que les scientifiques ont deviné depuis longtemps, mais qui n'a jamais été observé en pratique jusqu'à récemment.
