섬유를 만드는 방법은 다음과 같습니다.

특별히 맞춤화된 레이저 빔은 공기 중에 빛이 효율적으로 이동할 수 있는 채널을 만들어 공기로 만들어진 광섬유 케이블과 유사한 것을 만들 수 있습니다.

미하일 루덴코/iStock/Getty Images Plus

제임스 R. 리오든

2023년 1월 9일 오전 7시

관형 레이저 빔은 얇은 공기로 만들어진 광섬유 케이블만큼의 양을 생성할 수 있다고 연구원들은 Physical Review X에 게재된 연구에서 보고했습니다.

레이저로 가열된 공기는 광섬유 케이블을 설치할 필요 없이 빛 신호를 효율적으로 전송할 수 있습니다. 이러한 공중 기반 "도파관"은 또한 자체적으로는 공기를 통해 잘 전파되지 않는 초고에너지 레이저의 경로를 제공할 수 있으며, 이는 레이저 빔 무기에 대한 경로로 선전된 초기 노력을 기반으로 합니다(SN: 3/5/ 14).

칼리지 파크에 있는 메릴랜드 대학의 물리학자인 Howard Milchberg는 최근 실험에서 그의 팀의 이전 도파관 시도를 60배 이상 능가하여 도파관 길이를 거의 50미터로 늘렸다고 말했습니다.

연구진은 "도넛 모드"에서 레이저를 작동시켰는데, 이 모드에서는 빔의 길이를 따라 속이 빈 코어가 있어 빛나는 도넛 더미와 비슷합니다. 빔은 더 차갑고 밀도가 높은 공기를 감싸는 뜨거운 관형 공기층을 생성합니다. 이는 공기로 만든 광섬유 케이블과 유사한 것을 만듭니다. 기존 광섬유에서 빛을 안내하는 플라스틱 클래딩으로 덮인 투명한 코어 대신 밀도가 높은 공기가 코어 역할을 하고 주변의 뜨거운 공기가 클래딩 역할을 합니다.

Milchberg는 도파관 길이를 킬로미터 단위로 늘리는 것이 주로 도넛 모드 레이저 출력을 높이는 문제라고 말합니다. "유일한 문제는 그 거리까지 레이저를 안전하게 발사할 수 있는 1km가 없다는 것입니다."라고 그는 말합니다. 더 긴 버전의 실험을 실행할 공간을 찾으려면 미국 국립 연구소 중 하나와 거래가 필요할 수 있습니다.

잠재적인 군사적 응용에도 불구하고 Milchberg는 그와 그의 팀이 레이저를 발사하고 방출되는 빛을 측정하여 재료의 화학적 구성을 드러내는 시스템의 범위를 확장하는 등 과학적 용도에 더 중점을 두고 있다고 말했습니다. 공기 기반 도파관은 샘플을 분석하기 위해 가까이 다가갈 필요 없이 방출된 빛을 멀리 떨어진 시스템으로 다시 보낼 수 있습니다.

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이 기사의 버전은 Science News 2023년 2월 11일호에 게재됩니다.

A. Goffinet al. 50미터 크기의 공기 도파관의 광학 유도. Physical Review X, 언론 보도, 2022년.

James Riordon은 프리랜서 과학 작가이자 Ghost Particle – In Search of the Elusive and Mysterious Neutrino라는 책의 공동 저자입니다.

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