Nauka
Zaplątane światło
Brytyjskim naukowcom udało się zagiąć promienie światła i dzięki hologramom „zawiązać je w supeł”
O zaskakujących eksperymentach badaczy donosi „Nature Physics”. Wykorzystali oni lasery oraz specjalnie zaprojektowane przez komputer hologramy do takiego zgięcia światła, że wygląda ono jak precel. Zdaniem specjalistów z uniwersytetów Bristolu, Glasgow i Southampton tego typu eksperymenty przydadzą się w udoskonalaniu technologii laserowej.
– Przepływ światła w otoczeniu przypomina wodę płynącą w rzece – tłumaczy Mark Dennis z Uniwersytetu Bristolu. – Nawet jeżeli światło z takiego źródła jak latarka czy laser podróżuje w linii prostej, może niekiedy poruszać się po spirali.
Te spirale to tzw. wiry optyczne – takie światło rzucone na płaską powierzchnię wygląda jak jasna obrączka. W środku intensywność światła wynosi zero – czyli wnętrze obrączki jest czarne – tłumaczą naukowcy.
– Światło wokół nas jest w rzeczywistości wypełnione takimi czarnymi liniami, mimo że my ich nie dostrzegamy. W naszych badaniach skręciliśmy te czarne nici w supełki – mówi Dennis.
Ale żeby sprawę skomplikować jeszcze bardziej, brytyjscy badacze posłużyli się matematyką abstrakcyjną – teorią węzłów. Specjalny program komputerowy zaprojektował hologramy, które kierowały przepływem strumienia światła z lasera.
– Te hologramy działały jak filtry dla światła, trochę tak jak szklane witraże w kościele. Po przejściu przez taki witraż światło zmienia się w zależności od układu kolorów na szkle – mówi serwisowi LiveScience Dennis. – Ale jest pewna różnica. O ile witraże w kościele wpływają na kolor, o tyle hologram zmienia fazę fali światła.
Naukowcy tak ustawili hologram, aby światło opływało „supeł” wirów optycznych. Wykonali też zdjęcia. – Dla mnie to dowód na to, że fizyka może się zająć czystą, abstrakcyjną matematyką, taką jak teoria węzłów, i pokazać, jak to wygląda w rzeczywistości – mówi fizyk.
– Badanie splątanych wirów rozpoczął jeszcze w 1867 roku lord Kelvin, poszukując wyjaśnienia budowy atomu – komentuje profesor Michael Berry z Uniwersytetu w Bristolu, jeden z najbardziej cenionych fizyków zajmujących się mechaniką kwantową. – Najnowsze prace otwierają nowy rozdział tej historii.
Do czego podobne eksperymenty mogą się przydać? – Tak złożone hologramy, jak te użyte w tym eksperymencie, dowodzą fantastycznej kontroli nad światłem. Z pewnością zostaną wykorzystane w najnowszych laserach – zapewnia prof. Miles Padgett z Uniwersytetu Glasgow. Już teraz zjawisko wirów optycznych wykorzystuje się do konstruowania precyzyjnych narzędzi (tzw. pincet optycznych)
pozwalających manipulować bardzo małymi obiektami. To samo zjawisko wykorzystywane może być również do obserwacji odległych planet pozasłonecznych i do budowy komputerów kwantowych czy szyfrowania informacji.
Rekomenduj artykuł Oddano głosów:
