หยดน้ำเรืองแสงสร้าง 'อะตอมแสง'

หากคุณกระซิบข้างผนังโดมของมหาวิหารเซนต์ปอลในลอนดอน คุณจะพบว่าเสียงนั้นกระดอนออกมาจากผนังโดมไปทั่วและได้ยินจากฝั่งตรงข้าม ซึ่งเป็นสาเหตุที่โดมของอาสนวิหารได้รับการขนานนามว่า 'แกลเลอรีกระซิบ' เอฟเฟกต์แบบเดียวกันนี้เกิดขึ้นได้เมื่อลำแสงส่องไปที่หยดน้ำ ลำแสงกระเด็นออกจากผนังด้านในของหยดน้ำครั้งแล้วครั้งเล่า วนไปมาภายในหยดน้ำ เมื่อเส้นรอบวงเป็นหลายเท่าของความยาวคลื่นของแสง จะเกิดปรากฏการณ์เรโซแนนซ์ เช่นเดียวกับเสียงภายในโดมของอาสนวิหาร ทำให้หยดละอองสว่างขึ้น หยดกระพริบ Javier Marmolejo กล่าวว่า "ในการทดลองของเรากับแสงเลเซอร์ เราจะเห็นว่าแสงติดอยู่ภายในหยดน้ำ เมื่อหยดน้ำหดตัวลงเนื่องจากการระเหย ดูเหมือนว่าจะกะพริบทุกครั้งที่มีขนาดที่เหมาะสมเพื่อสร้างปรากฏการณ์เรโซแนนซ์" Javier Marmolejo กล่าว น้ำ นักศึกษาปริญญาเอกสาขาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยโกเธนเบิร์ก ซึ่งเป็นผู้เขียนหลักของการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในจดหมายทบทวนทางกายภาพ ด้วยเทคนิคแหนบออปติกที่ได้รับรางวัลโนเบล นักวิจัยสามารถดักจับหยดน้ำโดยใช้ลำแสงเลเซอร์ที่กำหนดเป้าหมายจากสองทิศทาง ลำแสงเลเซอร์จะหักเหในหยดน้ำและกระจายออกไป กักแสงไว้ด้านใน คุณไม่สามารถเปลี่ยนขนาดของโดมในมหาวิหารเซนต์ปอลได้ แต่หยดน้ำจะเปลี่ยนขนาดเมื่อมันระเหยออกไป จากนั้น นักวิจัยได้ค้นพบวิธีที่หยดน้ำกระพริบในลักษณะที่คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมาจากอะตอมเมื่อส่องสว่างด้วยแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกัน พวกเขายังสามารถใช้การเปรียบเทียบกลศาสตร์ควอนตัมเพื่ออธิบายว่าการสั่นพ้อง - ขนาดของหยดเมื่อการกระเจิงมากที่สุด - สอดคล้องกับระดับพลังงานของอะตอมอย่างไร สิ่งนี้ทำให้หยดเป็นแบบจำลองของอะตอมพร้อมโบนัสเพิ่มเติมที่สามารถเปลี่ยนแปลงขนาดของมันได้ ให้ข้อมูลเชิงลึกที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับการกระเจิงของแสงในขณะที่เป็นแบบจำลองสำหรับการทำความเข้าใจว่าอะตอมทำงานอย่างไร มีประโยชน์ในการวิจัยยา Javier Marmolejo กล่าวว่า "เนื่องจากหยดน้ำมีขนาดใหญ่กว่าอะตอมประมาณ 100,000 เท่า เราจึงได้แบบจำลองของอะตอมที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า เลเซอร์สเปกโทรสโกปีสร้างข้อมูลเกี่ยวกับระดับพลังงาน พันธะ และโครงสร้างในอะตอมและโมเลกุล ในทำนองเดียวกัน สเปกตรัมของแสงที่กระจัดกระจายจากหยดน้ำจะสร้างข้อมูลเกี่ยวกับหยดน้ำจริง นักวิจัยกล่าวว่าสิ่งนี้สามารถใช้วัดอัตราการระเหยของหยดด้วยกล้องจุลทรรศน์ได้ด้วยความแม่นยำสูง การค้นพบนี้สามารถนำไปใช้กับของเหลวอื่นที่ไม่ใช่น้ำได้ และอาจเป็นประโยชน์ในการศึกษาละอองลอยในเครื่องพ่นยาที่ใช้สำหรับยา เป็นต้น นักวิจัยยังทราบว่าเทคโนโลยีนี้นำเสนอวิธีใหม่ในการวิเคราะห์คุณภาพน้ำ Javier Marmolejo กล่าวว่า "สารมลพิษจำนวนเล็กน้อยในน้ำจะเปลี่ยนวิธีที่หยดน้ำกระพริบ ซึ่งเปิดโอกาสให้ตรวจวัดสารเคมีหรือสารมลพิษทางชีวภาพในหยดน้ำได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย" Javier Marmolejo กล่าว