Laserlicht laat de dikte van een zeepfilm zien

Optica In psychedelische kleuren is te zien hoe de dikte van een zeepfilm varieert. „Zo tonen we het landschap van diktevariaties als een prachtig patroon.”

‘Sommige foto's doen me denken aan Van Gogh-schilderijen”, mailt Miguel Bandres, optica-onderzoeker bij de University of Central Florida. Ze zijn onderdeel van het onderzoek naar laserstralen die door de flinterdunne wanden van zeepbellen schijnen.

In een artikel dat woensdag in Nature verscheen, laten de onderzoekers zien dat wanneer een laserbundel rakelings langs een zeepbel scheert, de lichtbundel in de zeepfilm opsplitst in willekeurige vertakkingen. Dit wordt veroorzaakt door variaties in de dikte van de zeepfilm. „Die variaties gedragen zich als een heleboel, willekeurig verdeelde lensjes die elk het licht proberen te focussen”, vertelt Bandres. „Dit levert gefocuste lichtbundels op die telkens weer vertakken, als de takken van een boom.”

De bijna psychedelische foto’s ontstaan niet door vertakkend laserlicht. Ze zijn een voorstudie die de diktevariaties in de zeepbel in kaart brengt. Die verschillen ontstaan doordat de zeepmoleculen niet gelijkmatig verdeeld zijn. De dikte kan variëren van vijf miljoenste millimeter tot enkele duizendsten millimeter.

Foto Miguel Bandres

De foto’s tonen het licht dat gereflecteerd is op een zeepfilm. Omdat deze film minder dan een honderdste van een haardikte dik is, ontmoeten de reflecties van de boven- en onderkant van de film elkaar, waardoor bepaalde kleuren licht versterkt en andere uitgedoofd worden, afhankelijk van de dikte. Groen en paars is dik, bruin en wit dun. Bandres: „Zo tonen we het landschap van diktevariaties als een prachtig kleurenpatroon.”

Door de verhouding zeepsop en water te veranderen, kun je andere landschappen en dus andere vertakkingpatronen creëren. De vertakkingen ontstaan alleen bij variaties die iets groter zijn dan de golflengte van licht en die zich in alle richtingen uitstrekken.

Foto Miguel Bandres

In theorie kunnen alle golven vertakkingen vertonen, van oceaangolven tot geluidsgolven. Bij bundels elektronen, die zich volgens de quantummechanica ook als golf gedragen, werden de vertakkingen in 2001 waargenomen. In 2010 bleken ook microgolven, zoals in de magnetron, dit verschijnsel te vertonen. In 2017 verscheen er zelfs een onderzoek dat tekenen ervan ziet bij tsunami’s. Dit is de eerste keer dat het vertoond is met zichtbaar licht.