Ученые наблюдали за расщеплением волны света в мыльном пузыре

В зависимости от структуры среды, с волнами, проходящими сквозь них, могут происходить разные вещи: они могут слабеть, рассеиваться и изгибаться. Для ветвления потока требуется несколько свойств. Структура среды должна быть разнообразной, а пространственные изменения в структуре должны быть больше, чем длина волны потока. Изменения должны происходить плавно.

Если все эти условия соблюдены, небольшие возмущения в структуре могут рассеивать поток, вызывая его расщепление. Хотя подобное явление характерно для волн, наблюдать его при движении волн света было непросто. Пока ученые не решили использовать мыльный пузыри в качестве среды.

Мыльная мембрана состоит из очень тонкой пленки жидкости, зажатой между двумя слоями молекул ПАВ. Толщина этой пленки варьируется от пяти нанометров до нескольких микрометров. Эти изменения толщины создают красочные разводы в мыльных пузырях и могут действовать как возмущения, которые отклоняют свет в потоке, заставляя его разветвляться.

Лазерный луч должен светиться между двумя слоями ПАВ, что было достигнуто определенными методами. Светя лазерным лучом в мыльный пузырь, исследователи смогли наблюдать, как луч расщепляется по поверхности мембраны. Когда они освещали мембрану слабым белым светом, они наблюдали изменения толщины, расщепляющие луч.

Фото: Patsyk et al., Nature, 2020