پژوهش‌گران به صورت نظري بررسي كردند كه چه اتفاقي براي يك باريكه «كاوشگر» در يك پلاسما مي‌افتد هنگامي‌كه با يك باريكه «پمپاژ» قوي برهم نهي كند كه تقريباً در همان جهت در يك صفحه افقي حركت مي‌كند. ميدان هر يك از باريكه‌ها به تنهايي دائماً الكترون‌ها و يون‌هاي پلاسما را مي‌كِشند و هُل مي‌دهند. از آنجا كه اين عمل به طور پيوسته و سريع جهت را عكس مي‌كند، هيچ نيروي ميانگيني وجود ندارد. هنگامي‌كه دو باريكه حضور دارند، آن‌ها در راستاي عرضي با هم تداخل مي‌كنند و گره‌ها و شكم‌هايي را ايجاد مي‌كنند كه نواحي ثابت شدت ميدان الكتريكي كمينه و بيشينه هستند. تغييرات فضايي متناوب ميدان الكتريكي، يك تغيير ماندگار در چگالي پلاسما ايجاد مي‌كند. باريكه كاوشگر به ايجاد اين تغيير چگالي كمك مي‌كند اما هم‌زمان ويژگي‌هاي باريكه نيز توسط آن تحت تاثير قرار مي‌گيرد.

اين تيم دو روش را براي استفاده از امواج چگالي به منظور اصلاح قطبش باريكه كاوشگر شرح مي‌دهند. در طرح اول، فركانس پمپاژ به گونه‌اي انتخاب مي‌شود كه موج ِ نور ِ تركيب شده، يك موج طبيعي را در پلاسما شبيه به موج صوت تحريك كند. تحليل‌ها پيش‌بيني مي‌كنند كه هنگامي‌كه باريكه‌ي كاوشگر در موج ِ چگالي ِ پلاسما باحضور باريكه‌ي پمپاژ حركت مي‌كند، فوتون‌هاي كاوشگر شروع به سازگار كردن فركانس و جهتشان با پمپاژ مي‌كنند به طوري‌كه يك باريكه كاوشگر ضعيف به جا مي‌گذارند. اما اين تغيير هنگامي رخ مي‌دهد كه قطبش باريكه‌هاي كاوشگر و پمپاژ موازي باشند. هر نور كاوشگري با قطبش عمودي بدون تغيير عبور مي‌كند به طوريكه ساختار پلاسما همچون يك فيلتر قطبنده معمولي عمل مي‌كند.

يك باريكه ليزر قوي (آبي) را مي‌توان به طور نظري با فرستادن در يك پلاسما و برهم‌كنش با يك باريكه قوي‌تر (قرمز) قطبيده كرد. پژوهش‌گران مي‌توانند اين چيدمان را براي دستكاري قطبش به روش‌هاي ديگر نيز استفاده كنند.

در طرح دوم، پمپاژ و كاوشگر به گونه‌اي انتخاب مي‌شوند كه فركانس يكسان داشته باشند. اين امر باعث مي‌شود نور كاوشگر قطبيده عمودي در مقايسه با قطبيده افقي كند شود. اين سرعت وابسته به قطبش را مي‌توان براي چرخاندن زاويه قطبش و يا مبادله نور قطبيده خطي (راستاي قطبش ثابت) با نور قطبيده دايروي (قطبش چرخان) استفاده كرد. باريكه‌هاي با قدرت كمتر به طور معمول با اين روش تغيير داده مي‌شوند كه از وسايلي به‌نام صفحات موج ساخته شده از كريستال‌هاي ناهمسانگرد استفاده مي‌شود.

مايكل مي‌گويد انتظار مي‌رود اين ايده‌هاي جديد در اوايل سال آينده به طور تجربي امتحان شوند. به گفته‌ي داستين فرولا (Dustin Froula) از دانشگاه روچستر در ايالت نيويورك، تيم «درجه يك» ليورمور در جايگاه خوبي براي ارزيابي دستگاه‌هاي نوين قرار گرفته است. او مي‌افزايد با افزايش درك برهم‌كنش‌هاي ليزر-پلاسما در سال‌هاي اخير «ما مي‌توانيم شروع به مهندسي اثرات آن‌ها به منظور كاربردهاي علمي خودمان كنيم.»

اين تحقيق در فيزيكال ريويو لترز به چاپ رسيده است.

منبع:

Using Plasma to Manipulate Light

درباره نویسنده:

دون مونرو (Don Monroe) نويسنده علمي مستقل در موري هيل در نيوجرسي است.