A imagem que você vê acima se parece muito com uma imagem de satélite de um grande delta de rio, onde o canal principal começa a se dividir em canais menores e canais, que por sua vez se dividem em canais ainda menores. Algo semelhante pode ocorrer quando as ondas se propagam em um determinado ambiente, esse fenômeno é denominado "fluxo ramificado" e já foi observado pelos físicos em relação aos fluxos de elétrons (corrente elétrica), ondas sonoras e ondas do mar.
Agora, os cientistas conseguiram atingir esse fenômeno em relação à luz visível, e acabou sendo muito simples fazer isso, porque tudo o que era necessário para isso era um laser e uma espuma composta por pequenas bolhas de sabão.
Um fluxo de ramificação requer um ambiente com certas propriedades. Sua estrutura deve ser aleatória, os elementos que compõem a estrutura do meio devem ser maiores que o comprimento de onda do fluxo. E as mudanças na estrutura do ambiente devem ocorrer de forma bastante suave, sem quaisquer transições abruptas. Se todas essas condições forem atendidas, pequenas mudanças e flutuações na estrutura do meio podem dissipar o fluxo, fazendo com que ele se separe e “ramifique” constantemente.
O comportamento do fluxo de ramificação é típico de ondas com comprimento suficientemente longo, mas obter tal fenômeno em relação às ondas de luz era bastante difícil até que pesquisadores do Technion Institute of Technology e da University of Central Florida sugeriram o uso de espuma de bolhas de sabão como meio de propagação da luz …
A membrana de cada bolha consiste em uma camada muito fina de líquido imprensada entre duas camadas de moléculas de surfactante. A espessura de tudo isso varia de cinco nanômetros a vários nanômetros e essas diferenças de espessura produzem as conhecidas imagens coloridas na superfície das bolhas de sabão. Mas, essas mesmas diferenças de espessura podem agir como uma espécie de espelhos que fazem com que um fluxo de luz que passa por eles se refrate, se rache e se ramifique.
Ao direcionar um feixe de luz laser, que anteriormente recebia uma forma "plana" especial, através da espuma de sabão, os cientistas viram que esse feixe começou a se espalhar ao longo da trajetória de um riacho ramificado. Mais tarde, substituindo uma luz laser bastante brilhante por um feixe de luz branca fraca, os cientistas observaram como esse feixe começou a mudar de cor, dividindo-se em feixes menores. Nas bolhas de sabão comuns, o fluxo de ar ao redor da membrana causa mudanças constantes em sua espessura, o que leva ao fato de que as imagens coloridas na superfície mudam de forma e se movem constantemente. Não há correntes de ar significativas na espuma e as imagens de luz dividida podem permanecer estáveis por vários minutos.
Observe que essa conquista pode ter um impacto muito forte no campo da chamada opto-fluídica, um campo da ciência dedicado à interação da luz com diferentes líquidos. E, se você der asas à sua imaginação, poderá imaginar um determinado processador ótico que realiza cálculos, manipulando os fluxos de luz com a ajuda de diferenças criadas artificialmente na espessura das membranas do meio por onde essa luz passa.
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E para concluir, deve-se mencionar que a ramificação do fluxo de luz em três dimensões é um fenômeno que os cientistas já imaginam há muito tempo, mas que nunca foi observado na prática até recentemente.
