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:

В рамках эксперимента Cold Atom Laboratory на борту космической станции было создано самое холодное место в космосе
Представители американского космического агентства НАСА сообщили, что ученые-астронавты, используя установку Cold Atom Laboratory (CAL), доставленную на борт Международной космической станции в мае этого года, ...
Большой Адронный Коллайдер впервые начал разгонять ядра атомов вместе с окружающими их электронами
Главной задачей, для которой создавался Большой Адронный Коллайдер, самый мощный ускоритель частиц на сегодняшний день, является столкновения субатомных частиц, разогнанных до столь высоких энергий, ...
Самые быстро вращающиеся частицы на свете помогают ученым проверить пределы фундаментальной физики
Ученые из университета Пурду (Purdue University) создали систему из наночастиц, которые вращаются со скоростью порядка миллиарда оборотов в секунду, что является на сегодняшний день ...
Ученые впервые обнаружили магнитные монополи в среде холодного квантового газа
Известно, что магниты, имеющие форму шара, прямоугольника или подковы, всегда имеют по два магнитных полюса. И если разделить магнит на две части, вы получите ...
Новый тип камуфляжного материала скроет вас от взора тепловых камер
В фантастическом фильме "Хищник" герой Арнольда Шварценеггера скрывался от "теплового зрения" пришельца, обмазавшись слоем мокрой и холодной грязи. Но если бы он использовал новый ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика