Šviesa galbūt neatrodo labai įdomi kasdieniame gyvenime – ji arba yra, vienokio ar kitokio intensyvumo, arba jos nėra – tuomet būna tamsu. Bet mokslininkams šviesa išlieka nuolatinis tyrimų objektas – juk tai ir dalelės (tačiau neturinčios rimties masės), ir bangos, turinčios apribotą didžiausią sklidimo greitį, įvairiausiai sąveikaujančios su kitais elektromagnetiniais laukais bei medžiagomis ir Žemėje, ir kosmose.

Neseniai mokslininkai iš Glazgo ir Bristolio universitetų (Jungtinė Karalystė) atrado dar vieną neįprastą šviesos savybę – paaiškėjo, kad šviesos elektromagnetiniai laukai yra persmelkti tamsių gijų, kurios sudaro optinius sūkurius, matomus kaip tamsios zonos šviesos dėmėje. Daugelis tikriausiai pastebėjo panašią lazerio spindulio savybę – apšvietus juo nelygų paviršių, jo dėmė tampa nebe tolygi, o susidedanti iš tamsesnių ir šviesesnių vietų – tai atsitinka, kuomet vienodo dažnio (monochrominės) šviesos bangos atsispindi nuo paviršiaus nelygumų ir interferuoja – tai yra šviesa skirtingose vietose arba susilpnėja, arba sustiprėja.

Tačiau pasirodė, kad šios tamsios gijos turi frakatalų su atsitiktinėmis charakteristikomis savybių.

Darbe, išspausdintame žurnale „Physical Review Letters“, Anglijos mokslininkai aprašo savo sukurtą kompiuterinį modelį ir eksperimentų rezultatus, gautus, tyrinėjant 10 mm skersmens helio ir neono lazerio spindulį, pereinantį per matinio stiklo ekraną. Tyrinėdami šviesos lauką ir jo bangų superpoziciją, jie atkūrė trimatę optinių sūkurių struktūrą: pasirodė, kad 73 proc. susidarančių gijų yra neuždaros, einančios per visą lazerio šviesos dėmės skerspjūvį (tai primena perkoliacijos reiškinį - skysčių gebėjimą prasisunkti pro porėtą medžiagą), o likusios 27 proc. – nedidelių sūkurių formos, kuomet sūkurio linija sugrįžta į savo pradinį tašką, apgaubusi gana mažą sritį. Be to, pasirodė, kad gijos turi bemastelinių fraktalų savybių – tai yra jos atrodo taip pat, nesvarbu, kiek kartų būtų didinamas mastelis.

Mokslininkai pastebėjo, kad šių optinių sūkurių savybės – uždarų ir atvirų gijų santykis bei jų fraktališkumas – siejasi ir su stygų teorija, pagal kurią iš karto po Didžiojo sprogimo iš ypač didelio tankumo vienmačių Visatos defektų – stygų – formavosi galaktikos. Tyrėjai nemano, kad šis panašumas yra atsitiktinis. Greičiausiai tai yra universali optinių laukų savybė, ir jie planuoja toliau tirti analogiją. Labai gali būti, kad tai, jog sūkurių gijos turi fraktalų – laipsninių funkcijų – savybių, reiškia, kad jas galima aprašyti ir bendresnėmis lygtimis nei elektromagnetinių bangų lygtys, o tai gali atverti kelią ir bendresnių gamtos dėsnių paieškai.

Paveikslėlyje: Kompiuterinis lazerio spindulio struktūros modelis. Uždaros sukūrių gijos pavaizduotos balta spalva, atviros gijos – raudonos. (O’Holleran, et al., University of Glasgow and the University of Bristol).

Komentarai (0)