Явление фазового перехода обычно отождествляется с изменением ряда свойств или параметров какого-либо вещества — то есть набора атомов, электронов, ядер или других частиц с ненулевой массой. Испанские физики-теоретики обнаружили, что фазовый переход может испытывать и набор фотонов (частиц с нулевой массой покоя), образующих высокоинтенсивный лазерный луч. Они показали, что движущийся в в какой-либо среде (например, в воздухе) лазерный луч способен кардинальным образом менять свою внутреннюю структуру при увеличении интенсивности лазера, его порождающего.
// Дальше — www.dinos.ru
Процессы самофокусировки (self-focusing) и дефокусировки (defocusing), позволяют лазерному лучу, не расходясь, преодолевать расстояния в десятки и сотни метров. Луч при этом в основном распространяется в среде через специально созданные им нити (или нить) — филаменты (filament); см. пояснения в тексте.
То, что лазерный луч высокой интенсивности способен самофокусироваться и бездифракционным образом распространяться в среде, впервые экспериментально было продемонстрировано в 1994 году американскими физиками из Мичиганского университета при помощи 10-гигаваттного лазера, генерирующего импульсы длительностью 200 фемтосекунд с длиной волны 800 нм. В ходе этих экспериментов исследователи неожиданно обнаружили, что движение лазерного импульса в среде осуществляется в основном по очень тонким нитям, играющим для него роль своеобразных волноводов. Ученые назвали их филаментами (рис. 2), а сам процесс расщепления лазерного луча на нити-филаменты — филаментацией. На рис. 3 черные круглые области — это фотографии филаментов.
Фотография процесса филаментации движущегося в воздухе лазерного импульса с длиной волны 800 нм, созданного лазером тераваттной мощности. Показано распределение интенсивности излучения в поперечном сечении (профиле) лазерного луча. Черные участки, соответствующие наибольшим значениям интенсивности света, — филаменты.
Увеличение интенсивности лазерного луча провоцирует в нём фазовый переход (перестройку его внутренней структуры)