Một số loài cá có vẻ khó nhìn thấy trước những kẻ săn mồi vì màu da bạc của chúng không làm phân cực ánh sáng phản xạ, theo các nhà nghiên cứu ở Anh. Các nhà nghiên cứu đã khảo sát ba loài cá và tìm thấy màu da của chúng có chứa hai loại “tinh thể guanine”, mỗi tinh thể có quang tính khác nhau. Đội nghiên cứu cho biết cơ chế trên có thể dễ dàng áp dụng cho những dụng cụ quang nhân tạo đòi hỏi những gương phản xạ không phân cực để cải thiện hiệu suất chung của chúng.
Nhiều loài cá có da óng ánh bạc và hiện tượng này đã thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trong nhiều năm qua. “Chúng ta biết rằng chúng cố gắng càng bạc càng tốt để [tự] ngụy trang,” Nicholas Roberts thuộc trường Đại học Bristol giải thích. Roberts, cùng với các đồng sự khác tại Bristol, đã cố gắng tìm hiểu mục đích thật sự của lớp áo choàng bạc của cá, ví dụ như cá mòi châu Âu và cá trích Đại Tây Dương. Khi ánh sáng phản xạ khỏi một bề mặt, nó thường bị phân cực. Người ta cho rằng da của cá sẽ hoàn toàn làm phân cực ánh sáng khi phản xạ, cho nên sẽ có một sự suy giảm suất phản xạ toàn phần. Điều này sẽ gây bất lợi đối với cá vì nó sẽ dễ nhìn thấy hơn trước những kẻ săn mồi.
Da cá óng ánh bạc giúp chúng ẩn mình trước những con vật săn mồi của biển. (Ảnh: Shutterstock/Eskemar)
Áo choàng bạc óng ánh
Da cá có cấu trúc phân lớp – nếu bạn đánh bỏ lớp đầu tiên tạo bởi các vẩy, thì còn lại lớp bạc óng ánh. Bên dưới vảy là một lớp mô – gọi là "stratum argenteum" – gồm các tinh thể guanine và tế bào chất. Chính tinh thể guanine là cái người ta quan tâm – chúng có hai loại, mỗi loại có quang tính khác nhau và mỗi loại có mặt với tỉ lệ khác nhau trong da cá.
Hai loại tinh thể guanine có trục quang hoặc song song với trục chính của tinh thể hoặc vuông góc với mặt phẳng tinh thể. Và chính sự sắp xếp này đã làm trung hòa hiệu quả sự phân cực của sự phản xạ và làm cho ánh sáng phản xạ không bị phân cực với một ngưỡng góc rộng.
Khi hai loại tinh thể trên có mặt, ánh sáng bị phản xạ tại mọi góc, và sự giảm suất phản xạ thường do sự phân cực gây ra được tránh khỏi, nên da của chúng vẫn giữ được suất phản xạ cao. Vì không chịu sự suy giảm suất phản xạ, nên chúng không còn nổi bật trước môi trường xung quanh nữa. Sự trung hòa phân cực này phải đặc biệt có ích đối với cá vì một số động vật biển được biết có thị lực không nhạy với màu sắc nhưng có thể phát hiện ra sự chênh lệch phân cực, và chúng sử dụng điểm này làm lợi thế trong khi săn mồi.
Tiếp sau cá...
Thủ thuật quang học đơn giản này có thể có lợi ích lớn ở những dụng cụ nhân tạo, nơi đòi hỏi sự độc lập phân cực cao. Các gương phản xạ nhiều lớp điện môi không phân cực là cần thiết cho các dụng cụ quang và có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực quang học sợi, bộ dẫn sóng điện môi và gương phản xạ ngược LED. Cơ chế phản xạ này của cá “khác với các thiết kế gương không phân cực hiện có ở chỗ, và quan trọng, là không có sự tương phản chiết suất giữa lớp chiết suất thấp ở gương và môi trường bên ngoài. Cơ chế này có thể sẵn sàng đưa vào sản xuất và khai thác trong các dụng cụ quang tổng hợp”.
Trong những tháng tới, Roberts và nhóm của ông tập trung vào khảo sát thêm những loài động vật biển khác có “thị lực nhạy phân cực” và nghiên cứu “cơ sở quang học hấp dẫn” của chúng.
Nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Photonics.
123physics (thuvienvatly.com)
Nguồn: physicsworld.com
