Открыто новое свойство света

02.07.2019

Ученые из Испании и США открыли новое свойство света, которое ранее даже не предсказывалось. Они получили пучок света с изменяющимся во времени вращением. Новое свойство получило название собственного крутящего момента.

То, что свет способен закручиваться, было обнаружено в 1995 году. При этом световая волна похожа на штопор, закрученный вокруг направления распространения. Такой световой луч называют также вихревым. Физики говорят, что он обладает угловым орбитальным моментом. Это свойство света нашло применение в оптической связи, микроскопии, квантовой оптике и манипулировании микрочастицами. Однако все получаемые до этого момента вихревые лучи были статичными, то есть не изменялись во времени.

Авторы данной работы получили световой луч с изменяющимся со временем поворотом. Они сравнили его с водоворотом, который ускоряет вращение. Самое главное, что изменение вращения не было связано с каким-либо воздействием на свет. Он изменял скорость вращения сам, без посторонней помощи.

В эксперименте исследователи пропускали через облако газообразного аргона перекрывающиеся импульсы закрученного света от двух ультрафиолетовых лазеров. В результате взаимодействия на выходе из облака получался объединенный вихревой луч. Оказалось, что если импульсы имеют разный орбитальный момент и небольшую задержку относительно друг друга, то луч на выходе имеет изменяющееся со временем вращение, контролировать которое можно изменением времени задержки. Интенсивность этого луча в поперечном сечении имеет форму полумесяца.

При высоких значениях орбитального момента падающих импульсов время изменения орбитального момента результирующего луча много меньше длины импульса и имеют фемтосекундный (10^-15 с) масштаб. Такие вихревые лучи в перспективе могут найти применение для сверхбыстрого управления наноструктурами и атомами. Возможно, они откроют новые направления использования света в оптической связи и квантовой оптике.

<< Назад: Умное лекарство с искусственной ДНК 02.07.2019

>> Вперед: Доказано существование бессмертных квантовых частиц 01.07.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Samsung Galaxy Buds On: клипсы с искусственным интеллектом вместо внутриканальных наушников 12.10.2026

Беспроводные наушники превратились в одно из самых привычных персональных электронных устройств, однако их конструкция по-прежнему во многом определяется необходимостью размещать излучатель внутри или непосредственно у слухового канала. Компания Samsung решила попробовать другой подход. Представленная модель Galaxy Buds On получила формат наушников-клипсов, которые закрепляются непосредственно на ухе и оставляют слуховой канал открытым. Samsung позиционирует новинку как устройство для продолжительного ношения, тренировок и прогулок, а также для ситуаций, когда пользователю важно одновременно слушать музыку и не терять связь с окружающей обстановкой. В отличие от традиционных внутриканальных моделей, Galaxy Buds On практически не изолируют человека от внешнего мира. При этом речь идет не об экспериментальном прототипе или утечке: официальная информация об устройстве уже опубликована в Samsung Newsroom. Открытая конструкция имеет и очевидный недостаток - добиться такой же глубины н ...>>

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Квантовый газ, который не греется 16.04.2026 Понимание того, как ведут себя системы на квантовом уровне, продолжает радикально менять представления о фундаментальных законах физики. В условиях микромира привычные интуитивные правила, такие как неизбежный нагрев при подводе энергии, начинают работать иначе или вовсе перестают действовать. Новое исследование международной группы ученых добавило к этому еще один неожиданный пример - квантовый газ, способный сохранять холод даже под интенсивным внешним воздействием. Работа опирается на эксперименты, проведенные в Инсбруке и начатые еще в прошлом году. Тогда физики наблюдали необычное поведение ультрахолодного газа, температура которого была близка к абсолютному нулю ($0$ К). После серии лазерных импульсов система сначала начала нагреваться, как и ожидалось, однако затем поведение резко изменилось, и температура стабилизировалась, несмотря на продолжающееся воздействие энергии. Ключ к объяснению этого феномена оказался связан с явлением, известным как динамическая локализация. В классической физике добавленная в систему энергия приводит к ускорению движения частиц и, как следствие, к нагреву. Однако в квантовом газе сильные взаимодействия между атомами приводят к формированию особого состояния, которое можно описать как своего рода "энергетическое оцепенение", при котором система перестает реагировать на дальнейший приток энергии. В этом состоянии атомы выстраиваются в специфическую энергетическую структуру, напоминающую решетку, в которой их динамика оказывается существенно ограниченной. Когда интенсивность внешнего воздействия достигает определенного порогового значения, система перестает эффективно поглощать энергию. Частицы как бы "запираются" в своих квантовых состояниях и больше не переходят в более высокоэнергетические режимы движения. Исследователи разработали теоретическую модель, которая впервые позволила описать этот процесс на микроскопическом уровне. Согласно расчетам, существует четко определенная граница: если мощность лазерного воздействия превышает критическое значение, квантовый газ практически отключается от термодинамического обмена с окружающей средой. Несмотря на продолжающееся внешнее воздействие, он остается энергетически изолированным и не демонстрирует ожидаемого нагрева. Хотя на данном этапе работа носит преимущественно теоретический характер, ее последствия могут оказаться весьма значительными. Подобные эффекты открывают перспективы создания новых квантовых материалов, устойчивых к перегреву, что особенно важно для технологий будущего, включая квантовые компьютеры, где тепловые флуктуации являются одной из главных проблем стабильности вычислений. Следующим шагом в исследовании станет экспериментальная проверка так называемого "порога излома" - критического значения внешнего воздействия, при котором система переходит в состояние энергетической изоляции. Подтверждение этого эффекта станет важным аргументом в пользу того, что поведение квантовых систем не всегда подчиняется классическим термодинамическим законам.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026