เลเซอร์แกะสลักท่อนำคลื่นในทางเดินในมหาวิทยาลัย ซึ่งเป็นหลักฟิสิกส์ของวงสวิงดนตรีแจ๊ส

เลเซอร์แกะสลักท่อนำคลื่นในทางเดินในมหาวิทยาลัย ซึ่งเป็นหลักฟิสิกส์ของวงสวิงดนตรีแจ๊ส

ประทับเวลา: 20 มกราคม 2023 1:09 น

ทางเดินเลเซอร์
Corridor of light: เลเซอร์ถูกส่งไปตามโถงทางเดินที่มหาวิทยาลัยแมรีแลนด์ (เอื้อเฟื้อ: Intense Laser-Matter Interactions Lab/UMD)

ใยแก้วนำแสงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการส่งข้อมูลในระยะทางไกล เนื่องจากคุณสมบัติทางแสงช่วยให้มั่นใจได้ว่าแสงจะคงอยู่ในเส้นใย แม้ว่าเส้นใยจะโค้งเป็นมุมก็ตาม อย่างไรก็ตาม บางครั้งการสื่อสารด้วยแสงในระยะทางไกลก็สะดวกโดยไม่ต้องใช้ไฟเบอร์ให้ยุ่งยาก ตัวอย่างเช่น การสื่อสารทางทหารและระบบแนะนำอาวุธอาจได้ประโยชน์จากการส่งพัลส์แสงที่เข้ารหัสข้อมูลไปในอากาศ ปัญหาคือพัลส์กระจายออกด้านข้างขณะเดินทางและอาจมีความเข้มไม่สูงพอที่ผู้รับจะตรวจจับได้

ตอนนี้ Howard Milchberg และเพื่อนร่วมงาน ที่มหาวิทยาลัยแมรี่แลนด์ได้ค้นพบวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับการแพร่กระจายของแสงนี้โดยการยิงเลเซอร์ทรงพลัง 45 เมตรไปตามทางเดินของอาคารของมหาวิทยาลัย รูปแบบของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการยิงรูปแบบทรงกระบอกซ้ำ ๆ ของพัลส์ที่รุนแรงไปตามทางเดิน พัลส์ทำให้อากาศที่ไหลผ่านนั้นร้อนขึ้น กระจายอากาศและสร้างบริเวณที่มีความหนาแน่นต่ำกว่า ผลกระทบโดยรวมคือการสร้างท่ออากาศที่มีความหนาแน่นต่ำซึ่งล้อมรอบแกนกลางของอากาศบริสุทธิ์ที่มีความหนาแน่นสูงกว่า

สิ่งนี้สร้างท่อนำคลื่นแสงที่ทำหน้าที่เหมือนใยแก้วนำแสง เพื่อทดสอบประสิทธิภาพในการส่งข้อมูล ทีมงานได้ยิงคลื่นแสงที่อ่อนกว่ามากผ่านแกนกลางของท่อนำคลื่น พวกเขาพบว่าประมาณ 20% ของแสงที่อาจสูญเสียไปจะถูกส่งผ่านระยะทาง 45 เมตร

สว่างไสวเป็นทางยาวเป็นกิโลเมตร

Milchberg กล่าวว่าการทดลอง "ทำให้เส้นทางของท่อนำคลื่นยาวขึ้นและใช้งานได้หลากหลาย" เขากล่าวเสริมว่า “จากเลเซอร์ใหม่ที่เราจะได้รับในเร็วๆ นี้ เรามีสูตรที่จะขยายแนวทางของเราเป็นหนึ่งกิโลเมตรหรือมากกว่านั้น”

งานวิจัยได้อธิบายไว้ในบทความที่ได้รับการยอมรับให้ตีพิมพ์ใน การทบทวนทางกายภาพ X.

หากมีดนตรีสักประเภทที่ท้าทายคำอธิบายของนักฟิสิกส์ ดนตรีแจ๊สคือตัวเลือกของฉัน แนวเพลงเกิดจากการอิมโพรไวส์และความเป็นธรรมชาติของนักดนตรี ซึ่งเป็นสิ่งที่ฉันคิดว่าคงยากที่จะอธิบายโดยใช้สมการ

แต่นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ธีโอ ไกเซล ได้พบอย่างอื่นในการศึกษาว่าสมาชิกของวงดนตรีแจ๊สใช้การเบี่ยงเบนเล็กน้อยในการกำหนดเวลาสัมพัทธ์ของโน้ตที่พวกเขาเล่นอย่างไร พวกเขาพบว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ในดาวน์บีตมีส่วนทำให้เกิด "วงสวิง" ซึ่งเป็นคุณภาพที่สำคัญแต่จับต้องไม่ได้ของมือเบสแจ๊ส คริสเตียนแม็คไบรด์ อธิบายเป็น "ความรู้สึก"

คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับฟิสิกส์ของดนตรีแจ๊ส – และฟัง McBride สาธิตวงสวิง – ได้ในบทความนี้บนเว็บไซต์ NPR “อะไรทำให้เพลงนั้นแกว่ง? ในที่สุด นักฟิสิกส์ก็ไขปริศนาของดนตรีแจ๊สได้"

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์