標籤: 暫無標籤

正常情況下光都是沿著直線運行,但在太空中穿行的光可以呈螺旋方式運行,有科學家打個貼切的比喻:「在太空中穿行的光束就像在河流中流淌的水。」,這種旋轉的光被稱作光旋渦(optical vortices)。科學家也可以通過全息圖來製成光學旋渦。

1 光旋渦 -科學發現

光旋渦星雲

    據2010年1月《生命科學》雜誌報道,光跟鞋帶和電線一樣,也可以扭曲、打結。現在科學家利用一個電腦控制的全息圖和理論物理學,把一束光轉變成像椒鹽卷餅的形狀。研究人員表示,這種扭曲的工藝不僅可以產生一些非常美麗的圖案,而且這一結果對未來的激光裝置研製也會產生重大影響。 
  英格蘭布里斯托爾大學的首席研究人員馬克·丹尼斯說:「在太空中穿行的光束就像在河流中流淌的水。」雖然激光指揮棒等物體發出的光都是沿直線運行,但是它也能呈螺旋方式運行。這種旋轉的光被稱作光旋渦(optical vortices)。光沿著螺旋路線運行,最終達到奇點,也就是沒有了光。

2 光旋渦 -實驗製作

    研究人員可以通過全息圖製成光學旋渦。全息圖對光的流向起到引導作用。通過利用所謂的纖維紐結理論(fibered knot theory),丹尼斯和同事們製成了全息圖,並通過反射作用,讓常規激光束遠離它。纖維紐結理論是在日常打結的啟發下,出現的一種抽象數學分支。

光旋渦科學家利用一個電腦控制的全息圖和理論物理學,把一束光轉變成像椒鹽卷餅的形狀。

    丹尼斯說:「全息圖就像一根引入光的纖維,跟教堂里的彩色玻璃窗非常相似。經過一面彩色玻璃窗后,光會出現窗戶的彩色圖案。」不過它們之間也存在差異,丹尼斯說:「彩色玻璃窗控制顏色,全息圖控制光波的狀態。」因此全息圖上的每個點,就像窗玻璃上的每一個小格子,改變部分光束上的光波周期里的每一個點。他們製成的全息圖可以改變光的狀態,讓它沿著黑色結點運行。
    接下來,該科研組通過激光場嚴密監視照相機,以便拍到光打結的圖片。他們的研究成果發表在2010年1月17日的《自然—物理學》雜誌上。它是有關這方面的第一項有力證據。雖然所謂的結點理論對類似於黑色結點的數學問題進行了研究,但是這項最新研究通過遵循光傳播規律的數學函數,製成這些結點。另外,跟製成的與其他結點紐結在一起的黑色結點不一樣,丹尼斯和他的同事們在光束里生成單一黑色結點。

3 光旋渦 -意義

    丹尼斯說:「對我們來說,它顯示了物理學家是如何適應現有純數學的(例如結點理論),並在自然現象里發現它的。它還顯示了人們可以利用全息圖控制激光流和激光傳播。這種控制手段有可能會被應用在未來的激光裝置上。」丹尼斯表示,對那些想制出自己的結點的人,擁有全息圖和一束激光就能夢想成真。光旋渦這種扭曲的工藝不僅導致一些非常美麗的圖案的產生,這一結果對未來的激光裝置研製也會產生重大影響。

上一篇[特維斯]    下一篇 [桑高娜]

相關評論

同義詞:暫無同義詞