Harvard-Forscher haben ein Metaoberflächenmaterial entwickelt, das völlig neue und komplexere Lichtzustände erzeugen und aufrechterhalten kann.
Entdeckungen auf dem Gebiet des Verhaltens von Licht gehen weiter: Bereits 2015 erhielten Wissenschaftler das erste Foto des Lichtzustands, in dem es sich gleichzeitig als Teilchen und als Welle verhält. Und vor kurzem, vor nur 25 Jahren, wurde der Drehimpuls in Photonen entdeckt.
Es ist ein Drehimpuls, der auf der Form seiner Wellenfront basiert, nicht auf der Ausrichtung. Das neue Metaoberflächenmaterial verwendet es zusammen mit einer zweiten Art von Drehimpuls, dem Spinmoment (besser bekannt als Zirkularpolarisation).
Es können Analogien zwischen dem Drehimpuls der Umlaufbahn und der Zirkularpolarisation gezogen und mit der Bewegung der Planeten verglichen werden: Die Zirkularpolarisation ist die Richtung, in die sich ein Planet um seine Achse dreht, und das Umlaufmoment beschreibt, wie ein Planet die Sonne umkreist.
Es wurde zuvor festgestellt, dass der gleiche Lichtstrahl beide Arten von Drehimpulsen aufweisen kann und dass das Kombinieren und Verwenden der Polarisation zur Steuerung der optischen Amplitudenmodulation (OAM) zu Strahlen mit neuen komplexen Formen führen kann.
Einige Metaoberflächen sind effizientere und kompaktere Versionen vorhandener optischer Geräte, aber solche willkürlichen Konvertierungen zwischen Drehungen und Umlaufbahnen können von keinem anderen optischen Gerät durchgeführt werden.
Der Bahndrehimpuls von Photonen hat bereits mehrere in Betracht gezogene Anwendungen wie Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung und Nachrichtenkodierung. Die Forscher fanden sogar heraus, wie das OAM einzelner Photonen mithilfe ihrer Verschränkung übertragen werden kann.
Andere vorgeschlagene praktische Anwendungen des neuen Materials umfassen die Manipulation mikroskopischer Objekte und Anwendungen in Bildgebungssystemen.
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