Laser skulpturerer en bølgeleder i campuskorridoren, fysikken til hvordan jazzen får sin sving

En optisk fiber er ideell for å overføre informasjon over lange avstander fordi dens optiske egenskaper sørger for at lyspulser forblir inne i fiberen, selv om fiberen buer seg rundt et hjørne. Imidlertid vil det noen ganger være praktisk å gjøre optisk kommunikasjon over lange avstander uten å måtte bruke en fiber. Militære kommunikasjons- og våpenveiledningssystemer kan for eksempel ha nytte av å sende datakodede optiske pulser gjennom luften. Problemet er at pulsene sprer seg sideveis mens de reiser og kanskje ikke har høye nok intensiteter til å bli oppdaget av mottakeren.

Nå, Howard Milchberg og kolleger ved University of Maryland har funnet en mulig løsning på denne optiske spredningen ved å skyte en kraftig laser 45 m langs korridoren til en campusbygning. Planen deres innebærer å skyte av et gjentatt sylindrisk mønster av intense pulser langs korridoren. Pulsene varmer opp luften som de reiser gjennom den, sprer luft og skaper et område med lavere tetthet. Den samlede effekten er å lage et rør med lav tetthet luft som omgir en kjerne av uforstyrret luft med høyere tetthet.

Dette skaper en optisk bølgeleder som fungerer omtrent som en optisk fiber. For å teste effektiviteten til å overføre informasjon, avfyrte teamet mye svakere lyspulser gjennom kjernen av bølgelederen. De fant at omtrent 20 % av lyset som ellers ville gått tapt, ble sendt over 45 meter.

Brennende en kilometer lang sti

Milchberg sier at eksperimentet "baner veien for enda lengre bølgeledere og mange applikasjoner". Han legger til, "Basert på nye lasere vi snart får, har vi oppskriften på å utvide guidene våre til én kilometer og lenger."

Forskningen er beskrevet i en artikkel som har blitt akseptert for publisering i Fysisk gjennomgang X.

Hvis det er én type musikk som skulle trosse beskrivelser av fysikere, ville jazz vært min kandidat. Sjangeren trives med improvisasjon og spontanitet til musikere, noe jeg antok ville være svært vanskelig å beskrive ved hjelp av ligninger.

Men den tyske fysikeren Theo Geisel har funnet noe annet i en studie av hvordan medlemmene av jazzensembler bruker bittesmå avvik i de relative timingene til tonene de spiller. De fant ut at disse variasjonene på downbeat er ansvarlige for "swing", den essensielle, men uhåndgripelige kvaliteten som jazzbassisten Christian McBride beskriver som en "følelse".

Du kan lese mer om jazzens fysikk – og lytte til McBride demonstrere swing – i denne artikkelen på NPR-nettstedet, "Hva får den sangen til å svinge? Endelig avdekker fysikere et jazzmysterium".

• SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
• Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
• kilde: https://physicsworld.com/a/laser-sculpts-a-waveguide-in-campus-corridor-the-physics-of-how-jazz-gets-its-swing/