“它邀请我们重新考虑我们的阴影概念”：科学家发现激光束实际上可以投射自己的阴影

在讨论了 3D 建模软件中激光束被视为可以投射阴影的固体物体的怪癖之后，科学家们决定在现实生活中进行实验，结果发现激光束确实可以在适当的条件下投射阴影。

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科学 3D 建模中的一个怪癖发现，激光在适当的情况下可以投射自己的阴影。

研究人员在 11 月 14 日发表在《Optica》杂志上的一篇新论文中写道，这一发现挑战了我们目前对阴影是什么的理解。

研究合著者、布鲁克海文国家实验室的物理学家拉斐尔·阿布拉豪 (Raphael Abrahao) 在一份声明中表示：“以前认为激光投射阴影是不可能的，因为光通常会穿过其他光而不发生相互作用。” /u>. “我们展示了一种非常反直觉的光学效应，促使我们重新考虑我们的阴影概念。”

想象一下，两束手电筒光束互相照射——没有一束光阻挡另一束光。然而，一些激光系统的 3D 计算机模型将激光束描绘为圆柱体。这些模型为模拟激光束提供了自己的阴影，因为它们将其视为固体而不是光线。在午餐时间讨论建模系统的这一怪癖时，一些科学家想知道他们是否可以用真实的光束复制这种现象。

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阿布拉豪在声明中说：“午餐时的一次有趣讨论引发了关于激光物理学和材料非线性光学响应的对话。” “从那时起，我们决定进行一项实验来演示激光束的阴影。”

研究人员用红宝石晶体进行了一项实验，红宝石晶体是研究光的不寻常特性的常用材料。他们将绿色激光和蓝色激光以彼此成直角的方式射入红宝石。在蓝色激光对面的屏幕上，他们看到一条黑线，绿色激光阻挡了离开晶体的蓝光。

这种奇怪的现象源于红宝石本身的特性。当绿色激光沿着穿过晶体的路径遇到原子时，它会给这些原子中的电子带来一些额外的能量。在高能状态下，这些电子可以吸收来自第二个激光器的蓝光。因此，绿色激光束的行为就像一个物体，阻挡蓝光并在屏幕上投射一条暗线。

这条黑线符合阴影的所有标准：它是肉眼可见的，它的形状是阻挡照明的物体，并且随着研究人员移动绿色激光而移动。

科学家还发现，他们可以调整绿色激光的强度来产生更暗或更亮的阴影。屏幕上的照明区域和阴影区域之间的最大对比度约为 22%，类似于晴天树影的对比度。

阿布拉豪在声明中说：“这一发现扩展了我们对光与物质相互作用的理解，并为以我们以前从未考虑过的方式利用光开辟了新的可能性。”

阿布拉豪补充说，这一发现可能在各个领域都有用。一个例子是依靠光来控制另一种光的存在的设备中的光开关，或者需要精确控制光传输的技术（例如高功率激光器）。