Avdunstande droppe som atommodell

lens ena sida och viska så att en person på motsatt sida hör.

Blinkandet liknar det som sker när en elektron emitteras från en atom som blir belyst av ljus med varierande våglängd, förklarar Javier Marmolejo.

– Droppen blir på så sätt som en 100 000 gånger förstorad atommodell. Det är intressant i sig men blinkandet ger även en bild av hur fotoner sprids. Det mönster som blinkningarna bildar kan också avslöja om det finns andra substanser i droppen; varje ämne skapar nämligen sitt speciella mönster vilket innebär att det går att utläsa vilka dessa ämnen är. Upptäckten kan alltså även ha en praktisk användning, exempelvis för att analysera föroreningar i genomskinliga vätskor.

Studien har lett till uppståndelse bland forskare. Förutom att publiceras i Physical Rewiew Letters valdes artikeln även ut att ingå i Editors' Suggestion, tidskriftens urval av särskilt intressanta texter.

Också medier har hört av sig. Javier Marmolejo har bland annat medverkat i radions P4.

Genom att skicka laserstrålar in i en vattendroppe kan en atommodell skapas, synlig för blotta ögat.

Upptäckten har rönt stor uppmärksamhet sedan den publicerades i en av världens mest prestigefulla fysiktidskrifter, Physical Review Letters.

Huvudförfattare är doktoranden Javier Marmolejo.

Experimentet med lasrar, speglar och annan utrustning, är uppställt i ena hörnet av ett labb på institutionen för fysik. Javier Marmolejo sprutar vattenånga in i installationen och fångar på så sätt en mikrometrisk droppe mellan lasrarna.

Fenomenet kallas optisk levitataion, berättar Dag Hanstorp, professor i atomfysik.

– Ljuset går in i droppen och studsar runt samtidigt som vattnet avdunstar. Droppen blir alltså allt mindre och varje gång den krympande omkretsen är ett helt antal våglängder, blinkar droppen till. Fenomenet påminner om ”the whispering gallery” i Sankt Paulskatedralen i London, där en person kan stå vid kupo - https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.043804.

– Jag var också med under 1,5 timmar i en poddcast från Kalifornien och berättade om vattendropparna.

Men att Javier Marmolejo upptäckte den blinkande droppen var en ren tillfällighet.

– Jag höll egentligen på med ett helt annat projekt. Men när jag såg det här fenomenet kände jag mig tvungen att utforska det, helt enkelt för att det är så vackert.

Titeln på artikeln i Physical Review letters är Fano combs in the directional Mie scattering of a water droplet.

Text: Eva Lundgren Foto: Johan Wingborg