Forestil dig at tage en lysstråle og binde den i knuder som et stykke snor. Svært at forstå? Nå, en gruppe fysikere fra Storbritannien har opnået denne bemærkelsesværdige bedrift, og de siger, at forståelse af, hvordan man styrer lys på denne måde, har vigtige konsekvenser for laserteknologi, der bruges i en lang række industrier.
”I en lysstråle svarer strømmen af lys gennem rummet til vand, der strømmer i en flod,” sagde Dr. Mark Dennis fra University of Bristol og hovedforfatter af et papir, der blev offentliggjort i Nature Physics denne uge. ”Selvom det ofte flyder i en lige linje - ud af en lommelygte, laserpeker osv. - kan lys også strømme i hvirvler og hvirvler, og danne linjer i rummet kaldet 'optiske hvirvler.' Langs disse linjer eller optiske virvler er intensiteten af lyset er nul (sort). Lyset rundt omkring os er fyldt med disse mørke streger, selvom vi ikke kan se dem. ”
Optiske virvler kan oprettes med hologrammer, der styrer lysstrømmen. I dette arbejde designet teamet hologrammer ved hjælp af knotteori - en gren af abstrakt matematik inspireret af knob, der forekommer i skolisser og reb. Ved hjælp af disse specielt designet hologrammer var de i stand til at skabe knob i optiske hvirvler.
Denne nye forskning demonstrerer en fysisk anvendelse til en gren af matematik, der tidligere blev betragtet som fuldstændig abstrakt.
”Det sofistikerede hologramkonstruktion, der kræves til den eksperimentelle demonstration af det knudede lys, viser avanceret optisk kontrol, som uden tvivl kan bruges i fremtidige laserenheder,” sagde Miles Padgett fra Glasgow University, der ledede eksperimenterne
”Undersøgelsen af knyttede virvler blev indledt af Lord Kelvin allerede i 1867 i sin søgen efter en forklaring af atomer,” tilføjede Dennis, der begyndte at studere knuste optiske virvler med professor Sir Michael Berry ved Bristol University i 2000. ”Dette arbejde åbner en nyt kapitel i den historie. ”
Paper: Isolerede optiske hvirvelknob af Mark R. Dennis, Robert P. King, Barry Jack, Kevin O’Holleran og Miles J. Padgett. Naturfysik, offentliggjort online 17. januar 2010.
Kilde: University of Bristol
