Свет, подготовленный особым образом, сам начинает вращаться в пустоте
Нейп: топология луча определяет, где проявятся левые и правые области вращения
Физики из Университета Восточной Англии (UEA) выяснили, что свет с особой структурой сам формирует вращающиеся области при движении в пустом пространстве, без линз, зеркал и специальных материалов.
Работу провела международная группа под руководством UEA вместе с учёными из Южной Африки. Обычно для этого нужны особые материалы, поверхности или мощные линзы.
Ключ — сбалансированная конфигурация луча. Сначала спина у него нет вовсе, но по мере движения возникают отдельные области с вращением. Студент магистратуры Лайт Мкхумбуза, проводивший ключевые эксперименты, сказал: «Как будто спин прятался, а потом проявился».
Статья вышла в журнале Light: Science & Applications.
При чём тут топология
Доктор Исаак Нейп из Университета Витватерсранда в Йоханнесбурге предложил представить кружку и бублик: одну форму можно превратить в другую без разрывов, ведь у обеих по одному отверстию.
У структурированного света есть собственные топологические характеристики, заложенные в расположении поляризации. Этот узор работает как математический отпечаток: форма луча меняется, а топология сохраняется и определяет, где проявятся левые и правые области вращения. По словам Нейпа, это «совершенно новая ручка настройки света».
Что это может дать
Многие важные молекулы, в том числе компоненты лекарств, существуют в левой и правой формах и действуют по-разному. Структурированный свет мог бы помочь точнее их различать: оценивать безопасность препаратов и находить биомаркеры болезней. Возможны и компактные датчики, и больше данных в одном луче для связи.
Доктор Кейн Форбс из UEA отметил, что эффект не зависит от хрупких материалов, поэтому технологии могут получиться проще и дешевле. Пока все применения остаются возможностями на будущее.