Ученые обнаружили дыры в свете, «завязанном в узлы»

Световой узел

Группа ученых из университетов Бристоля и Бирмингема, занимающаяся вопросами теоретической физики, нашла новый способ изучения распространения света в пространстве, «завязывая» из этого света своего рода трехмерные узлы. Напомним нашим читателям, что лазерный свет только на вид кажется одним сильно сфокусированным лучом, но фактически это — высокочастотное электромагнитное поле, колеблющееся в каждой точке пространства на пути его распространения.

Ученые смогли завязать узлы из поляризованного лазерного света при помощи достаточно традиционных голографических технологий. «Мы все достаточно хорошо знакомы с узлами в окружающем нас материальном мире» — рассказывает профессор Марк Денис, который возглавлял теоретическую часть исследований, — «Раздел математики, называемый «Теорией узлов», описывает привычные нам узлы, используя понятия петель, пересечений и т.п.»

«Однако, световые узлы являются гораздо более сложными образованиями. Световой узел — это не только скрученная «нить» луча света, в него входят геометрические и пространственные свойства прилегающей к лучу области пространства».

Для того, чтобы изучить топологию светового узла, исследователи, как упоминалось выше, использовали голографические технологии для создания так называемых сингулярностей поляризации (polarisation singularities). Эти сингулярности были обнаружены профессором Джоном Нье (John Nye) в Бристоле более 35 лет назад, они возникают в точках пространства, где изначально эллиптическая форма колебаний поляризованного света превращается в идеальный круг. В трехмерном пространстве эти сингулярности располагаются на прямой распространения света, создавая в этих точках световые узлы.

В последних экспериментах ученым удалось создать световые узлы гораздо большей сложности, чем это удавалось ранее, и произвести их анализ с большим уровнем детализации. Пока еще не до конца ясно, к каким практическим результатам могут привести исследования в данном направлении, но, со слов профессора Дениса, направление использования световых узлов имеет достаточно серьезные перспективы. «Любые наборы данных можно описать и охарактеризовать с точки зрения заключенных в них линий и поверхностей, а топология, заложенная в световых узлах, может использоваться для проведения обработки этих данных, имеющей любой уровень сложности».

Share Button

Материалы по теме:

Создан сверхлегкий керамический материал, который станет защитой космических кораблей и аппаратов следующих поколений
Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и восьми других научно-исследовательских институтов совместными усилиями создали чрезвычайно легкий и механически устойчивый аэрогельный материал, в основе которого ...
Учеными создан принципиально новый тип магнита, который не должен существовать согласно теории
Обычные магниты состоят из крошечных частичек, магнетизм которых выровнен в одном направлении, за счет чего и создается магнитное поле. Направление магнетизма каждой частицы, магнитного ...
Физикам удалось получить каплю сверхэкзотической «электронной жидкости»
Бомбардируя сверхтонкий "бутерброд" из полупроводниковых материалов мощными, но короткими импульсами лазерного света, ученые-физики из Калифорнийского университета получили каплю квантовой "электронной жидкости", обладающей рядом уникальных ...
WATCHMAN — подземный датчик, способный удаленно контролировать каждую атомную станцию в мире
В недрах 1.1-километрвой шахты ICL Boulby, расположенной в Норт-Йоркшире, Великобритания, будет построен новый 6 500-тонный датчик WATCHMAN, способный улавливать и измерять параметры частиц антинейтрино, ...
Ученые впервые получили лазерный свет, имеющий форму фракталов
Фракталы каждый из нас видит в окружающем нас мире по многу раз за один день, даже не подозревая об этом. Раковина улитки, листья растений ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика