Физики согнули закрученный в трубку свет в вихревое кольцо

N+1Наука

Физики создали тороидальный вихрь света

Физики экспериментально получили устойчивый тороидальный вихрь света, подобный кольцам сигаретного дыма. Для этого ученые конформно преобразовали решение уравнения Максвелла в виде трубки света в решение, которое описывает тороидальный вихрь, а затем использовали это преобразование на практике. Статья опубликована в Nature Photonics.

Елизавета Чистякова

Qiwen Zhan et al. / Nature Photonics, 2022

Тороидальные вихри или вихревые кольца представляют собой структуры в форме бублика, который распространяется перпендикулярно себе и одновременно проворачивается вокруг своей круговой оси. В природе вихревые кольца — не редкость. Например, тороидальный вихрь из крови возникает при быстром заполнении левого желудочка сердца, тороидальные вихри участвуют в рождении микропрорывов и грибовидных облаков, а дельфины создают под водой вихревые кольца из воздуха ради забавы.

Науке известны и более необычные примеры тороидальных вихрей: ученые обнаружили вихревые кольца из магнитных моментов в постоянном магните, а также численно показали, что при столкновении протона с ядром золота возникает расширяющееся тороидальное кольцо из кварк-глюонной плазмы. Однако тороидальный вихрь из света ученые до недавних пор не наблюдали, несмотря на то, что в вакууме фотоны могут двигаться не совсем прямолинейно.

 

Дело в том, что свет может обладать орбитальным угловым моментом, который отличается от спина фотона тем, что первый связан с формой волнового фронта света, а второй — с его поляризацией. На практике это означает, что поляризованный по кругу фотон движется прямолинейно, вращаясь вокруг своей оси, тогда как фотон, обладающий ненулевым орбитальным моментом, движется по спирали, так что на оси вращения интенсивность света нулевая (последнее связано с тем, что в центре волны света компенсируют друг друга).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Болезни Империи. Как пытки рабов и зверства во время войн изменили медицину» «Болезни Империи. Как пытки рабов и зверства во время войн изменили медицину»

Почему во время Крымской войны большинство солдат погибало в госпиталях

N+1
Колибри оказались самыми пестрыми птицами Колибри оказались самыми пестрыми птицами

Девять из десяти птиц с самой разнообразной окраской относятся к колибри

N+1
Жидкий свет сымитировал черную дыру Жидкий свет сымитировал черную дыру

Как ученые заставили поток поляритонов вести себя подобно черной дыре

N+1
Мусорное искусство Мусорное искусство

Инсталляции, созданные из мусора, напоминают о глобальной проблеме Земли

ТехИнсайдер
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
4 гигиенические привычки, которые могут навредить вашему здоровью 4 гигиенические привычки, которые могут навредить вашему здоровью

Почему гигиенические ритуалы не делают нас здоровее

Psychologies
Сухие губы: причины, последствия и способы лечения Сухие губы: причины, последствия и способы лечения

Отопление и холодный ветер не единственные причины сухости губ

РБК
Никаких заторов Никаких заторов

7 продуктов, снижающих риск образования тромбов

Лиза
Вне политики, выше споров, без комментариев: Елизавета II отмечает 70 лет на престоле Вне политики, выше споров, без комментариев: Елизавета II отмечает 70 лет на престоле

Как британская королева сохранила статус живой легенды?

Forbes
Что нельзя говорить инспектору ГИБДД: откровения полицейских Что нельзя говорить инспектору ГИБДД: откровения полицейских

Инспекторы ГИБДД объяснили, как водителям быстрее пройти проверку

РБК
Не бесстыжие: 12 невероятных фактов о рыжих — все чистая правда Не бесстыжие: 12 невероятных фактов о рыжих — все чистая правда

Рыжие действительно сильно отличаются от тех, чьи волосы от другого цвета

VOICE
ИИ массового поражения: Генри Киссинджер и Эрик Шмидт об угрозах кибервойны ИИ массового поражения: Генри Киссинджер и Эрик Шмидт об угрозах кибервойны

Искусственный интеллект на службе политиков

Forbes
Ранний час: 4 причины назначать важные дела на утро Ранний час: 4 причины назначать важные дела на утро

Несколько аргументов в пользу привычки назначать важные дела на утро

Psychologies
Самые ревнивые звездные девушки Голливуда: Джоли, Кардашьян, Кунис и другие Самые ревнивые звездные девушки Голливуда: Джоли, Кардашьян, Кунис и другие

Иногда ревность становится настоящей проблемой для звездных влюбленных пар

VOICE
Спаржа, свекла и другие овощи, которые плохо усваиваются в сыром виде Спаржа, свекла и другие овощи, которые плохо усваиваются в сыром виде

Эти продукты лучше пожарить или потушить, чтобы не навредить здоровью

Лиза
Билл Гейтс рекомендует: пять отличных книг на лето Билл Гейтс рекомендует: пять отличных книг на лето

Что миллиардер Билл Гейтс советует почитать в отпуске?

Forbes
Как управлять эффектом бабочки и динозаврами, выходящими из-за угла: интервью с математиком, которому любопытно Как управлять эффектом бабочки и динозаврами, выходящими из-за угла: интервью с математиком, которому любопытно

Разговор с ученым и популяризатором науки Сергеем Самойленко

ТехИнсайдер
Любовь зла Любовь зла

В один из самых дорогих отелей в Петербурге поселяется странный гость из Москвы

СНОБ
Татьяна Кочнова Татьяна Кочнова

Дизайнер Татьяна Кочнова совершила переворот в свадебной моде

Собака.ru
Один большой HDD или два маленьких: что лучше? Один большой HDD или два маленьких: что лучше?

Что лучше – использовать один большой накопитель или два маленьких?

CHIP
От балета до полдэнса От балета до полдэнса

Танцы помогают прийти в форму и благоприятно влияют на ментальное здоровье

Здоровье
Как выбрать форму ногтей: советы мастера по маникюру Как выбрать форму ногтей: советы мастера по маникюру

Разбираемся в разновидностях форм ногтей и сочетаниях с цветом и длиной

РБК
Кто придумал заправлять одеяло под матрас и главное зачем? Ответ вас удивит Кто придумал заправлять одеяло под матрас и главное зачем? Ответ вас удивит

Заправлять одеяло под матрас — это традиция, пришедшая из Франции и Англии

ТехИнсайдер
Почему я умная, а живу как дура: вся правда о женских тренингах Почему я умная, а живу как дура: вся правда о женских тренингах

В чем прелесть и опасность массового увлечения женскими тренингами?

Psychologies
Современный горожанин потерял около половины видов кишечных микробов по сравнению с шимпанзе Современный горожанин потерял около половины видов кишечных микробов по сравнению с шимпанзе

Микробиом человека теряет видовое разнообразие

ТехИнсайдер
«Ледяная диета»: этот летний тренд из США и Европы поможет скинуть до 20 кг «Ледяная диета»: этот летний тренд из США и Европы поможет скинуть до 20 кг

«Ледяная» система питания стала хитом на Западе, и тому есть причины

VOICE
Виктор Савиных: я обнаружил вокруг Земли ионосферный слой Виктор Савиных: я обнаружил вокруг Земли ионосферный слой

Легендарный летчик-космонавт, трижды побывавший на земной орбите

Наука
Этикетка для виртуальной реальности: кому в метавселенной жить хорошо Этикетка для виртуальной реальности: кому в метавселенной жить хорошо

В метавселенной хорошо живется тем, кто этот факт осознает и делает выводы

Forbes
Миссия — впечатлить: 5 самых важных правил поведения на первом свидании Миссия — впечатлить: 5 самых важных правил поведения на первом свидании

Первое свидание — дело ответственное. Ведь от него зависит, будет ли второе

VOICE
Термометр сломался? Джоли, Трамп и другие звезды, которые не умеют одеваться по погоде Термометр сломался? Джоли, Трамп и другие звезды, которые не умеют одеваться по погоде

Героини нашей подборки кажется, принципиально игнорируют прогноз погоды

VOICE
Открыть в приложении