Физики открыли новое состояние света
Logo
Cover

Это состояние не было предсказано и открывает дорогу к пониманию и космических, и молекулярных процессов — от физики двойных черных дыр до управления динамикой наноструктур.

Ученым давно известно о таких характеристиках света, как длина волны, поляризация или интенсивность. В 90-х было обнаружено, что излучение может быть также закрученным, то есть обладать угловым моментом. Лучи с высокоструктурированным угловым моментом имеют орбитальный угловой момент (OAM) и называются вихревыми лучами. Они выглядят как спираль, и когда сталкиваются с плоской поверхностью, то похожи на бублик, пишет Phys.org.

В новейшем эксперименте ученые из Испании и США, работая с OAM, обнаружили, что свет ведет себя совершенно неожиданным образом.  

В ходе эксперимента они направляли два лазерных луча на облако газообразного аргона. Пучки накладывались друг на друга и выходили с другой стороны облака как один вихревой луч. Но если у двух изначальных лучей будет разный орбитальный угловой момент, и они будут слегка рассинхронизированы, получился луч, который выглядит как штопор с постепенно меняющейся закрученностью. Когда он сталкивается с плоской поверхностью, то становится похож на полумесяц.

Исследователи назвали новое состояние self-torque («автокручение»). Оно не только никогда прежде не встречалось учеными, но и не было предсказано наукой.

По предположению команды, с помощью собранного ими оборудования генерации гармоник высокого порядка возможно модулировать орбитальный угловой момент света методами, которые очень похожи на управление частотами коммуникационного оборудования. Так могут появиться новые устройства для манипуляции с веществом в наномасштабе.

Первый пример нового состояния вещества с долгосрочной стабильностью показали физики США. Под воздействием света кристалл превратился в суперкристалл, ячейка которого намного больше, чем у любого обычного неорганического кристалла. В таком состоянии при комнатной температуре он может пребывать почти вечно.