Et team af fysikere har bundet lys ind i figur 8 og torus knob.
Forskerne regnede ifølge et papir, der blev offentliggjort den 30. juli i tidsskriftet Nature Physics, hvordan man kan få bølgerne i to laserstråler til at interferere med hinanden og i sidste ende løbe rundt på hinanden på måder, du måske er mere tilbøjelige til at forbinde med skolisser eller knobene på en sejlbåd.
Men knuder behøver ikke at være lavet af streng, forklarede forskerne i en ledsagende erklæring. I stedet er en knude en matematisk betegnelse for enhver form i rummet, der løber rundt omkring sig selv på bestemte måder. Og ved at udnytte de komplekse former, der dannes lysbølger, når de vibrerer i to retninger (op og ned, og side til side) langs deres stier, og måderne, som disse bølger interagerer med hinanden, kunne de få elektromagnetiske lysfelter til at knude i luften.
De omhandlede knuder, skrev forskerne i deres papir, var synlige nok i billeder af lysbølgedataene til at de kunne identificere figurens åtter og toruer. De bekræftede også deres fund ved hjælp af formel knude-teoretisk matematik.
For at skabe knuderne indstillede forskerne omhyggeligt op-og-ned og side-til-side-bølgebevægelse (polarisationen) af to lysstråler, dels ved hjælp af teknologi, der ikke var ulig den, der findes i polariserede solbriller. Knuderne dannede sig omkring "polarisationssangulariteter", hvor bjælkerne blev krydset hinanden, steder, hvor bølgelængderne fra side til side og op og ned var nøjagtigt lige, og et antal andre bølgelængder af lys, der løbede omkring dem. På disse punkter bøjede lyset sig, som forskerne ønskede.
"Vi er alle fortrolige med at binde knuder i konkrete stoffer som skolisser eller bånd," sagde Mark Dennis, en fysiker og forfatter fra University of Bristol på papiret, i erklæringen. "Med lys bliver tingene dog lidt mere komplekse. Det er ikke kun en enkelt trådlignende bjælke, der knyttes, men hele rummet eller 'feltet', som det bevæger sig i."
Dennis og hans medforfattere var interesseret i topologien eller den komplekse matematiske formning af det rum. De fandt, at lyset dannede flere huller, når det knudede end forventet, hvilket efterlod mellemrum uden betydelig energi fra bjælkerne.
Undervejs, sagde forskerne, håber de at udvikle endnu mere komplekse lette knuder; de håber, at denne teknologi vil fremskynde udviklingen af mere præcist indstillede lyskilder. Men lige nu, for forskere, studerer den mest interessante del af historien stadig topologien med disse mærkelige singulariteter.
