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“吹泡泡”让你看到神秘的“光学分支流”

2020-07-03 07:48:26 来源:科技日报

  科技日报特拉维夫7月1日电 (记者毛黎)以色列理工大学科学家在肥皂泡泡膜中用显微镜甚至裸眼首次直接观察到动态的光学分支流(branched flow)物理现象,并借助相机记录下分支流的美丽图像。相关研究发表在2日出版的《自然》杂志上,而图像被用做杂志封面。

  当光波传播遇到不均匀介质时,部分光会偏离原传播方向发生散射,散射的方式取决于介质的性质。光学分支流现象是一种不同寻常的光散射形式。

  人们于2001年发现光学分支流现象,通常只能借助电子显微镜才能观察到,而且显微镜获得的并非目标实图,而是利用电子束探测目标所构造出的图像,这限制了科学家对分支流现象的探索。

  以色列理工大学物理学莫提·塞格夫教授说,他们通过专门方法保持肥皂泡泡不破裂,并保持光纤静止,当光通过光纤照进泡泡膜并在其中传播时,研究人员观察到非常漂亮而奇特的散射过程。在此过程中,光分裂成树枝状。

  塞格夫说,起初他们并不知道观察到的是何种现象,认为这只是偶然事物。但在逐步阐明其物理原理后,才发现它与光学分支流相关。能通过显微镜甚至裸眼看到光学分支流现象,这令他和研究小组感到惊讶。

  以色列理工大学技术学院乌里·西万院长表示,新发现让人感到无比兴奋,这是首次利用光波证明分支流现象。研究论文第一作者、博士生安纳托利·裴特斯克将他们的发现称为“大自然的又一惊喜”。

  塞格夫认为,对他们而言,当对发现有所认识时是十分重要的时刻。此前他们的发现只是实验中出现的美好结果,但后来明白该发现在科学上的意义。他说,光学分支流将开辟新的物理学领域,同时有助于医学诊断,因为它可以带来更精确的血管和静脉检查,还可以用来开发体内“液体流动引导法”解决某些健康问题。

编辑:张洁

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