Schattenpuppen: Wissenschaftler fasziniert von der Entdeckung von Licht, das einen Schatten werfen kann

Ein Team von Wissenschaftlern hat herausgefunden, dass der schmale Strahl eines Lasers unter spezifischen Bedingungen einen Schatten werfen kann – eine gegenintuitive Entdeckung, die neue Anwendungen optischer Laser ermöglichen könnte.

Die konventionelle Annahme besagt, dass bei der Kreuzung von zwei Lichtstrahlen nichts Besonderes passiert. Aber in einem Experiment fanden Forscher um Raphael Abrahao vom Brookhaven National Laboratory etwas Seltsames heraus: Ein schmaler grüner Laserstrahl, der durch einen größeren blauen Laserstrahl innerhalb eines Rubin-Kristalls geschossen wurde, warf einen Schatten.

„Es wurde zuvor angenommen, dass Laserlicht keinen Schatten werfen kann, da Licht normalerweise ohne Wechselwirkung durch anderes Licht hindurchgeht“, sagte Abrahao in einer Erklärung. „Unsere Demonstration eines sehr gegenintuitiven optischen Effekts fordert uns auf, unser Verständnis von Schatten zu überdenken.“

Die Idee für das Experiment entstand aus einem Witz, den die Forscher bei einem gemeinsamen Essen teilten. Sie beschlossen dann, ein Experiment durchzuführen, um den Schatten eines Laserstrahls zu demonstrieren.

Zuerst schoss das Team einen leistungsstarken grünen Laser durch einen würfelförmigen Rubin-Kristall. Dann schossen sie einen anderen blauen Laser unter einem rechtwinkligen Winkel durch dasselbe Material.

Die Messungen an einem Sensor zeigten einen Schatten in Form des grünen Laserstrahls auf der Oberfläche, die vom blauen Laser beleuchtet wurde. Der grüne Laser verhielt sich eher wie ein Objekt als wie ein Lichtstrahl und erzeugte so etwas Ähnliches wie einen Schatten.

Die Forscher vermuten, dass dies auf eine „optische nichtlineare Absorption“ innerhalb des Rubin-Kristalls zurückzuführen ist. Das grüne Licht erhöht die Absorption des blauen Strahls und erzeugt eine dunklere Region, die den Schatten wirft.

Diese Entdeckung erweitert unser Verständnis von Licht-Materie-Wechselwirkungen und eröffnet neue Möglichkeiten für die Nutzung von Licht auf bisher unerforschte Weise. Die Forscher hoffen nun zu zeigen, wie die Intensität eines Laserstrahls mit Hilfe eines anderen Lasers gesteuert werden kann und ob derselbe Effekt mit anderen Wellenlängen und Materialien reproduziert werden kann.