Stel je voor dat je een lichtstraal neemt en die als een touwtje in knopen knoopt. Moeilijk te doorgronden? Welnu, een groep natuurkundigen uit het VK heeft deze opmerkelijke prestatie bereikt en ze zeggen dat het begrijpen van hoe licht op deze manier te regelen belangrijke implicaties heeft voor lasertechnologie die in een groot aantal industrieën wordt gebruikt.
"In een lichtstraal is de stroom van licht door de ruimte vergelijkbaar met water dat in een rivier stroomt", zegt Dr. Mark Dennis van de Universiteit van Bristol en hoofdauteur van een paper dat deze week in Nature Physics is gepubliceerd. 'Hoewel het vaak in een rechte lijn stroomt - uit een zaklamp, laserpointer, enz. - kan licht ook in wervelingen en wervelingen stromen, waarbij het lijnen in de ruimte vormt die' optische wervelingen 'worden genoemd. Langs deze lijnen, of optische wervelingen, wordt de intensiteit van het licht is nul (zwart). Het licht om ons heen is gevuld met deze donkere lijnen, ook al kunnen we ze niet zien. "
Optische wervelingen kunnen worden gecreëerd met hologrammen die de lichtstroom sturen. In dit werk ontwierp het team hologrammen met behulp van knooptheorie - een tak van abstracte wiskunde geïnspireerd op knopen die voorkomen in schoenveters en touw. Met behulp van deze speciaal ontworpen hologrammen konden ze knopen maken in optische wervels.
Dit nieuwe onderzoek toont een fysieke toepassing aan voor een tak van de wiskunde die eerder als volledig abstract werd beschouwd.
"Het geavanceerde hologramontwerp dat nodig is voor de experimentele demonstratie van het geknoopte licht, toont geavanceerde optische controle, die ongetwijfeld kan worden gebruikt in toekomstige laserapparaten", zegt Miles Padgett van de Glasgow University, die de experimenten leidde
"De studie van geknoopte wervelingen werd in 1867 door Lord Kelvin opgestart in zijn zoektocht naar een verklaring van atomen", voegt Dennis toe, die in 2000 begon met het bestuderen van geknoopte optische wervelingen bij professor Sir Michael Berry aan de Bristol University. "Dit werk opent een nieuw hoofdstuk in die geschiedenis. '
Paper: Geïsoleerde optische vortexknopen door Mark R. Dennis, Robert P. King, Barry Jack, Kevin O'Holleran en Miles J. Padgett. Nature Physics, online gepubliceerd op 17 januari 2010.
Bron: University of Bristol
