Ein Forscherteam aus Spanien und den USA hat eine neue Eigenschaft des Lichts gefunden - das "Selbstdrehmoment".
In ihrem in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Artikel beschreiben die Forscher, wie sie die neue Immobilie entdeckt haben, und sprechen auch über ihre möglichen Verwendungszwecke.
Wissenschaftler kennen seit langem die Eigenschaften von Licht wie die Wellenlänge. In jüngerer Zeit entdeckten sie, dass Licht auch verdreht werden kann - dh Drehimpuls hat. Lichtstrahlen mit stark strukturiertem Drehimpuls sollen einen Bahndrehimpuls haben und werden als "Wirbelstrahlen" bezeichnet. Sie sind eine Spirale, die sich um die Mitte bewegt, und wenn der Strahl auf eine flache Oberfläche trifft, nehmen die Wirbelstrahlen die Form eines Donuts an.
In der neuen Arbeit untersuchten die Wissenschaftler solche Strahlen in einem Kontext, in dem dies noch niemand zuvor getan hatte. Die Experimente umfassten das Abfeuern von zwei Lasern in eine Argonwolke, wodurch sich die Strahlen überlappten. Infolgedessen verbanden sie sich und traten als ein Strahl von der anderen Seite der Argonwolke aus. Das Ergebnis ist ein Wirbelstrahl.
Die Forscher fragten sich dann, was passieren würde, wenn die Laser einen unterschiedlichen Drehimpuls hätten und leicht synchronisiert wären. Das Ergebnis ist ein korkenzieherartiger Balken mit einem sich allmählich ändernden Drehwinkel. Und als der Strahl auf die flache Oberfläche traf, sah er aus wie ein Halbmond. Die Forscher stellten fest, dass dies darauf zurückzuführen war, dass sich ein einzelnes Photon an der Vorderseite des Strahls langsamer um sein Zentrum drehte als das Photon an der Außenseite des Strahls.
Wissenschaftler nannten die neue Eigenschaft schnell "Selbstdrehmoment". Es stellte sich heraus, dass dies nicht nur eine kürzlich entdeckte Eigenschaft des Lichts ist, sondern auch eine, die niemals vorhergesagt wurde. Außerdem sprachen Wissenschaftler über die Aussichten für die Anwendung ihrer Entdeckung. Dies könnte zur Entwicklung neuer Geräte führen, die die Manipulation nanoskaliger Materialien nutzen.
Nikita Shevtsov
