Ученые из Испании и США выявили ранее неизвестное свойство света, получившее название «самокрутящий момент».
В своей статье, опубликованной в журнале Science, в своей работе исследователи рассказывают об открытии нового свойства и рассматривают перспективы его применения.
Известно, что свет обладает такими характеристиками, как длина волны. Недавно ученые выяснили, что свет способен к вращению, то есть может обладать угловым моментом. Пучки света, характеризующиеся сложной структурой углового момента, имеют орбитальный угловой момент и получили название «вихревые пучки». Они напоминают спираль, закрученную вокруг центра, и при попадании на плоскую поверхность преобразуются в форму, схожую с пончиком.
В рамках нового исследования ученые изучили эти лучи в ранее неисследованном контексте. Эксперименты предполагали направление двух лазеров в облако аргона, что приводило к их пересечению. В результате этого лучи объединялись и выходили как единый луч с противоположной стороны облака аргона, формируя вихревой пучок.
Затем ученые стали изучать, что произойдет, если лазерные лучи будут обладать различным орбитальным угловым моментом и будут незначительно синхронизированы. В итоге сформировалась балка, напоминающая штопор с плавно изменяющимся углом наклона. При столкновении луча с плоской поверхностью на ней образовался узор, похожий на полумесяц. Исследователи объяснили это тем, что фотон в передней части луча вращался вокруг своей оси с меньшей скоростью, чем фотон на периферии пучка.
Новое свойство было быстро названо учеными «самокрутящим моментом». Выяснилось, что это не только недавно обнаруженное свойство света, но и такое, которое ранее не было предсказано. Специалисты также сообщили о возможных областях применения их открытия. Они отметили, что это может способствовать созданию новых устройств, использующих управление наноразмерными материалами.