Закрутили фотони. Вчені створили динамічно закручене світло

2 липня 2019, 20:00

Фізики з Іспанії експериментально довели існування динамічно закрученого світла, що несе перспективи у розробці оптичних пристроїв, а також передачі даних за допомогою оптоволоконних кабелів.

Попри те, що світлові промені практично непомітні для людського ока, вони переносять енергію і імпульс, які можуть незначною мірою впливати на об'єкти. Основними характеристиками світлової хвилі є частота, інтенсивність і поляризація.

Відео дня

У 1992 році фізики встановили, що світлові хвилі можуть бути закрученими, як спіраль, і, на додачу до частоти, інтенсивності і поляризації, мають орбітальний кутовий момент. Через це, закручене світло в наномасштабі може обертати навколо своєї осі речовини, які його поглинають. Це дозволило підвищити роздільну здатність оптичної мікроскопії і збільшити щільність інформації, яка передається за допомогою закрученого світла.

Головною проблемою такого стану світла було те, що будь-які його пучки були статичним, — володіли постійною закрученістю. Але, як пише N + 1, днями в журналі Science опублікували дослідження, згідно з яким, група фізиків з Університету Саламанки, Барселонського інституту науки і технології і Колорадського університету в Боулдері створила світло, закрученість якого можна змінювати.

Вчені вирішили створити динамічно закручене світло за допомогою ефекту квантової механіки, відомого як генерація високих гармонік. Цей ефект означає взаємодію кількох сильних імпульсів оптичного випромінювання в певному середовищі, після якого з’являються набагато сильніші імпульси.

До порівняння, схожий ефект може відбуватися з двома чорними дірами, які взаємодіють обертаючись навколо одна одної і прискорюють тим самим своє обертання.

В експерименті із закрученим світлом дослідники використовували пари імпульсів інфрачервоного випромінювання, які вони пропускали через газоподібний аргон з невеликою різницею в часі. На виході вчені отримували імпульси ультрафіолетового випромінювання зі зміненою початковою закрученістю.

Повідомляється, що найскладнішим в цьому експерименті виявилося визначення динамічної закрученості, оскільки довжина отриманих імпульсів становила всього близько 50 фемтосекунд.

У перспективі, створення динамічно закрученого світла дозволить розробляти надпотужні мікроскопи, переміщати невеликі деталі промислового обладнання, а також відправляти сигнали з дуже високою швидкістю передачі даних через оптичні волокна.

Нагадаємо, півроку тому вчені з Мельбурнського королівського технологічного університету винайшли перший у світі нанофотонічний пристрій для кодування і обробки даних. Розробники використовували ефект закрученого світла для збільшення обсягу даних, переданих через звичайний оптоволоконний інтернет-кабель.

Нова технологія австралійських вчених дозволить не руйнувати цю інфраструктуру, а, навпаки, удосконалити її до небувалих раніше швидкостей обробки інформації. Автори відкриття заявляли про збільшення швидкості передачі даних в 100 разів.

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X