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光线能以螺旋方式传播

环球网1年前 (2021-12-10)12

图片来源:《科学》网站

科技日报北京7月1日电 (记者刘霞)据物理学家组织网近日报道,由来自西班牙和美国的科学家组成的国际科研团队宣布,他们发现了光的一种新特性——自扭矩,这种特性以前未被任何人预测过。发表于《科学》杂志的这项最新研究将催生能操控极微小材料的新设备。

光拥有的一些众所周知的特性,如波长、自旋等。同时,光也可以扭曲,这种属性被称为角动量。

科学家们认为,拥有高度结构化角动量的光束具有轨道角动量(OAM),他们将这种光束称为涡旋光束。涡旋光束看起来就像一个围绕共同中心旋转的螺旋,当其撞击一个平坦表面时,它们看起来像甜甜圈那样的圆环。在新研究中,研究人员用具有轨道角动量的光束进行实验,因为他们发现,这种光的行为方式前所未有。

他们首先朝氩气云发射两束激光,这样做迫使光束重叠,它们连接起来并作为单个光束从氩气云的另一侧释放出来,结果形成了一种涡旋光束。研究人员想弄清,如果激光拥有不同轨道角动量且它们稍微不同步时会发生什么。实验最终产生了一束看起来像开瓶器、且扭曲情况逐渐变化的光束。当这束光撞到一个平坦表面时,它看起来像一轮新月。

研究人员指出,从另一个角度来看,光束前面的单个光子围绕其中心轨道运行的速度比其后面的光子慢,他们将新属性称为自扭矩。这一属性此前从未被人预测过。

研究人员认为,使用他们的技术应该可以调制光的轨道角动量,其调制方式与通信设备中调制频率的方式非常相似,这有望催生能操纵极微小材料的新型设备。

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