Jego pomysłodawcy, związani z Energy Research Facility, na jakiś czas przekształcili swoją niepozorną placówkę w coś przypominającego laboratorium. Wszelkie skutecznie odbijające światło powierzchnie zostały zakryte przy pomocy czarnych zasłon pochłaniających wiązkę lasera. Drogi, którymi poruszają się natomiast na co dzień studenci, zostały wypełnione sprzętem i okablowaniem.
Czytaj też: Fale grawitacyjne kluczem do rozwikłania zagadek Wszechświata
Tylko po co to wszystko? Ano po to, by przekształcić powietrze w falowód powietrzny działający na dystansie wielu metrów. Oczywiście daleka stąd droga do światłowodów, którym zawdzięczamy na przykład dostęp do internetu, ale nie od razu Rzym zbudowano. Falowody powietrzne mogłyby pomóc między innymi w wykrywaniu światła emitowanego przez zanieczyszczenia atmosferyczne, wspierać komunikację laserową dalekiego zasięgu a nawet służyć w formie broni.
A trzeba przyznać, że perspektywa, w której kabel tworzy się “z niczego” w powietrzu, jest całkiem kusząca. O kulisach swoich działań i uzyskanych rezultatach autorzy piszą w swojej publikacji, która trafiła na łamy Physical Review X. I jest o czym czytać, bo ostatecznie naukowcy ustanowili rekord, tworząc falowód powietrzny rozciągający się na dystansie 45 metrów. Wcześniejsze eksperymenty miały natomiast trudności z przekroczeniem… jednego metra.
Falowód powietrzny zrobiony na uczelnianym korytarzu miał około 45 metrów długości
Były poważne wyzwania: ogromne skalowanie do 50 metrów zmusiło nas do ponownego rozważenia fundamentalnej fizyki generowania falowodu powietrznego, dodatkowo chęć wysłania lasera o dużej mocy wzdłuż 50-metrowego publicznego korytarza naturalnie wywołuje poważne problemy związane z bezpieczeństwem. Na szczęście otrzymaliśmy doskonałe wsparcie zarówno ze strony fizyków, jak i biura bezpieczeństwa środowiskowego w Maryland. wyjaśnia Howard Milchberg
Kluczem do sukcesu było prawdopodobnie podejście oparte na stosowaniu krótkich impulsów. Powstająca ścieżka światła podgrzewa otaczające ją powietrze, przez co rozszerza się ono i tworzy ścieżkę powietrza o niskiej gęstości tworzącą się za laserem. Podwaliny dla niedawnych eksperymentów stworzono już w 2014 roku. Naukowcy korzystali wtedy z układu złożonego z czterech żarników laserowych. Tym razem podejście było bardziej nowatorskie: układ automatycznie skalował liczbę żarników w zależności od energii lasera.
Czytaj też: Laser zamiast światłowodu? Internet nowej generacji jest coraz bliżej
Dzięki temu falowód mógł być znacznie dłuższy. Jak się okazało, jego długość była około 60-krotnie większa niż w czasie poprzednich eksperymentów. I nic nie wskazuje na to, by na tym miał nastąpić koniec. Przynajmniej teoretycznie badacze powinni być w stanie – i to korzystając z obecnej metody – ustanawiać kolejne rekordy. Potrzeba jedynie… dłuższego korytarza. Co ciekawe, o ile na pełnym dystansie do celu docierało około 20% wyemitowanego światła, tak w przypadku 8-metrowej wiązki wskaźnik ten był znacznie wyższy i wynosił około 60%. W ramach dalszych starań członkowie zespołu chcieliby zwiększyć długość i wydajność falowodów powietrznych. Mają też w planach przetestowanie innych konfiguracji.
