Laser skulpturerer en bølgeleder i campus korridor, fysikken om, hvordan jazzen får sit swing

En optisk fiber er ideel til at transmittere information over lange afstande, fordi dens optiske egenskaber sikrer, at lysimpulser forbliver inde i fiberen, selvom fiberen buer rundt om et hjørne. Det ville dog nogle gange være praktisk at lave optisk kommunikation over lange afstande uden besværet med at bruge en fiber. Militære kommunikations- og våbenstyringssystemer kunne for eksempel drage fordel af at sende datakodede optiske impulser gennem luften. Problemet er, at pulserne spredes sideværts, mens de rejser og måske ikke har høje nok intensiteter til at blive opdaget af modtageren.

Nu Howard Milchberg og kolleger ved University of Maryland har fundet en mulig løsning på denne optiske spredning ved at affyre en kraftig laser 45 m langs korridoren i en campusbygning. Deres plan involverer affyring af et gentaget cylindrisk mønster af intense impulser langs korridoren. Impulserne opvarmer luften, som de rejser gennem den, spreder luft og skaber et område med lavere tæthed. Den overordnede effekt er at skabe et rør med lav densitetsluft, der omgiver en kerne af uforstyrret luft med højere densitet.

Dette skaber en optisk bølgeleder, der fungerer meget som en optisk fiber. For at teste dens effektivitet til at transmittere information affyrede holdet meget svagere lysimpulser gennem kernen af ​​bølgelederen. De fandt ud af, at omkring 20 % af det lys, der ellers ville gå tabt, blev transmitteret over 45 m.

Brandende en kilometer lang sti

Milchberg siger, at eksperimentet "baner vejen for endnu længere bølgeledere og mange anvendelser". Han tilføjer: "Baseret på nye lasere, vi snart får, har vi opskriften på at udvide vores guider til en kilometer og længere."

Forskningen er beskrevet i et papir, der er blevet godkendt til offentliggørelse i Fysisk gennemgang X.

Hvis der er én type musik, der skulle trodse beskrivelser af fysikere, ville jazz være min kandidat. Genren trives med musikernes improvisation og spontanitet, noget som jeg antog ville være meget svært at beskrive ved hjælp af ligninger.

Men den tyske fysiker Theo Geisel har fundet andet i en undersøgelse af, hvordan medlemmer af jazzensembler bruger bittesmå afvigelser i de relative timing af de toner, de spiller. De fandt ud af, at disse variationer på downbeat er ansvarlige for "swing", den væsentlige, men uhåndgribelige kvalitet, som jazzbassisten Christian McBride beskriver som en "følelse".

Du kan læse mere om jazzens fysik – og lytte til McBride demonstrere swing – i denne artikel på NPRs hjemmeside, "Hvad får den sang til at swinge? Endelig optrævler fysikere et jazzmysterium".

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
• Kilde: https://physicsworld.com/a/laser-sculpts-a-waveguide-in-campus-corridor-the-physics-of-how-jazz-gets-its-swing/