Это всего несколько пунктов на «рождественской елке» возможных заявлений на образец луча, который Мигель Алонсо, преподаватель оптики, и Кевин Паркер, профессор Уильяма Ф. Мея Разработки, описывают в недавней газете в Optics Express.Образец следует из того, что Паркер называет «аналитически красивое математическое решение» тем Алонсо созданный.
Это заставляет световую или звуковую волну разрушаться внутрь, формируясь – в течение простой наносекунды или менее – невероятно тонкий, интенсивный луч, прежде чем волна расширится внешний снова.«Вся энергия совмещается во времени и пространстве, таким образом, она объединяется – ОБМАН! – как в бурном темпе», говорит Паркер, взрываясь хлопая в его ладоши для акцента. «Это может быть сделано с оптической световой волной, с ультразвуком, радаром, гидролокатором – это будет работать на всех них».Большинство традиционных образцов луча поддерживает постоянную форму, пока источник работает.
Однако они не так интенсивны, как луч, созданный Паркером и Алонсо, которого исследователи называют «лучом пульса иглы». «Это очень локализовано без расширений или лепестков стороны, которые унесли бы энергию от главного луча», говорит Алонсо.Лепестки стороны, исходящие от луча как ореолы, иногда замечаемые вокруг автомобильной фары, особенно проблематичны в ультразвуке. «Лепестки стороны – враг», говорит Алонсо. «Вы хотите направить всю свою волну ультразвука к одной вещи, которую Вы хотите к изображению, таким образом, независимо от того, что отражено, назад скажет Вам о той одной вещи. Если Вы также получаете распространение волн в другом месте, оно пятнает изображение».
Поскольку это невероятно узкое, новый луч «позволяет решить вещи в изящных резолюциях, где Вы должны отделить крошечные вещи, которые являются близко друг к другу», говорит Паркер, добавляя, что у луча могли быть заявления не только для ультразвука, но и микроскопии, радара и гидролокатора.По словам Алонсо, промышленное применение могло бы включать любую форму лазерной обработки материалов, которая включает помещение как можно больше света на данной линии.Идея для луча пульса иглы началась с Паркера, эксперта в ультразвуке, который для вдохновения часто просматривает математические функции с века или более назад в «древних текстах».
«Я видел общую форму решения; но я не мог закончить уравнение», говорит он, «Таким образом, я пошел к человеку (Алонсо), которого я рассматриваю ведущим в мире экспертом по оптической теории и математике».Они придумали различные выражения, которые были «математически правильны», Алонсо говорит, но соответствовал лучам, требующим бесконечной суммы энергии. Решение – «конкретная математическая уловка», которая могла относиться к лучу с конечной энергией – прибыло к нему, плавая с его женой в Озере Онтарио.«Многих идей, которые я имею, не происходит за моим столом», говорит Алонсо. «Это происходит, в то время как я езжу на своем велосипеде, или в душе, или плавании или выполнении чего-то еще – далеко от всех документов».
Паркер говорит, что это открытие продолжает международные поиски, которые начались в Университете Рочестера. В 1986 – перед лицом международного скептицизма – Университетская команда включая Джозефа Эберли, профессора Эндрю Карнеги Физики и преподавателя оптики, предложила доказательства неожиданной новой, легкой формы без дифракций.
Так называемый луч Бесселя теперь широко используется.«Это были десятилетия, с тех пор как любой сформулировал новый тип луча», говорит Паркер. «Затем как только о луче Бесселя объявили, люди думали, что там могут быть другие новые лучи. Гонка шла.
«Нахождение нового образца луча является подобным нахождением нового элемента. Этого не происходит очень часто».