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

Открытый рот «кричащей» мумии объяснили моментальным трупным окоченением Открытый рот «кричащей» мумии объяснили моментальным трупным окоченением

Египетские ученые исследовали мумию так называемой кричащей женщины

N+1
Одной левой: Пол Маккартни и еще 9 знаменитых левшей Одной левой: Пол Маккартни и еще 9 знаменитых левшей

Занимательные факты о левшах

Вокруг света
Поднять паруса: проложат ли нанотехнологии путь к звездам Поднять паруса: проложат ли нанотехнологии путь к звездам

Скоро ли начнутся регаты в межзвездном пространстве?

Forbes
Как математика может спасти вашу жизнь: уравнение парашюта Как математика может спасти вашу жизнь: уравнение парашюта

Вы в падающем самолете. Без паники! Из сари вашей соседки можно сделать парашют

Вокруг света
Что обо мне подумают: как побороть зависимость от мнения окружающих и думать о себе Что обо мне подумают: как побороть зависимость от мнения окружающих и думать о себе

Как не допустить полного растворения в мнении окружающих?

Psychologies
Да здравствует абсурд: 10 запоминающихся заявлений на суде Джонни Деппа и Эмбер Херд Да здравствует абсурд: 10 запоминающихся заявлений на суде Джонни Деппа и Эмбер Херд

Шестилетняя схватка Джонни Деппа и Эмбер Херд завершилась

Правила жизни
А где наш папа? Звездные матери, которые скрывают отцов своих детей А где наш папа? Звездные матери, которые скрывают отцов своих детей

Не все знаменитости привыкли выставлять свою личную жизнь на всеобщее обозрение

VOICE
Как быстро снять отек лица: 8 работающих способов Как быстро снять отек лица: 8 работающих способов

Без паники, все под контролем! Рассказываем, как быстро снять отеки с лица

VOICE
Водная Сахара: как человек превращает пустыни в оазисы Водная Сахара: как человек превращает пустыни в оазисы

Воды много, но всегда ее где-то мало. Бороться с этим пытались еще в древности

ТехИнсайдер
Добро пожаловаться Добро пожаловаться

Три повода для ссор с соседями, в которых можно и нужно идти до конца

Лиза
5 самых популярных способов лечения похмелья, которые сделают только хуже 5 самых популярных способов лечения похмелья, которые сделают только хуже

Методы лечения похмелья, которые на самом деле не работают

Maxim
Репродуктивный психоз: сериал «Женщина в состоянии развода» о материнстве и обсессии Репродуктивный психоз: сериал «Женщина в состоянии развода» о материнстве и обсессии

Сериал: стоматолог Вера пытается наполнить любовью внезапно опустевшую жизнь

Forbes
Примитивное земледелие у древних жителей Китая возникло не позднее 8300 лет назад Примитивное земледелие у древних жителей Китая возникло не позднее 8300 лет назад

Биоархеологи исследовали останки людей культур Хоули и Бэйсинь

N+1
Музыка на кончиках пальцев: раскрываем тайны выдающихся пианистов Музыка на кончиках пальцев: раскрываем тайны выдающихся пианистов

Раскрываем тайны выдающихся людей

Вокруг света
Как перестроиться на правильное питание Как перестроиться на правильное питание

9 дельных советов, как изменить свой рацион

Лиза
Защитные реакции психики: почему в момент ссоры мы плачем или молчим Защитные реакции психики: почему в момент ссоры мы плачем или молчим

Происхождение защитных механизмов, как они включаются и работают внутри нас

VOICE
Две любви Иннокентия Смоктуновского Две любви Иннокентия Смоктуновского

Уникальные воспоминания об Иннокентии Смоктуновском

Коллекция. Караван историй
Три молочных зуба из испанской пещеры оказались неандертальскими Три молочных зуба из испанской пещеры оказались неандертальскими

Они принадлежали детям, жившим около 45–42 тысяч лет назад

N+1
Молекула разложилась с образованием мононитрида фосфора Молекула разложилась с образованием мононитрида фосфора

Соединение, способное разлагаться с образованием мононитрида фосфора

N+1
Просто растворились: ученые выяснили, почему исчезли следы древних людей в Денисовой пещере Просто растворились: ученые выяснили, почему исчезли следы древних людей в Денисовой пещере

Летучие мыши причастны к исчезновению следов древних людей

Вокруг света
Живой будильник: почему петухи кричат по утрам Живой будильник: почему петухи кричат по утрам

Утренний крик петуха был первым будильником, который появился у человека

ТехИнсайдер
Альпы зарастают деревьями. Почему это тревожит ученых? Альпы зарастают деревьями. Почему это тревожит ученых?

За сорок лет склоны Альпийских гор стали зеленее на 77%, и это только начало

Вокруг света
Сердце без насечек: история женщины с патологическим чувством одиночества Сердце без насечек: история женщины с патологическим чувством одиночества

Отрывок из книги «Группа» — о том, как групповая терапия может спасти жизнь

Forbes
«Живописец душ» Фальконеса: гимн Барселоне XX века и летопись человеческих страстей «Живописец душ» Фальконеса: гимн Барселоне XX века и летопись человеческих страстей

Отрывок из романа Ильдефонсо Фальконеса «Живописец душ»

Forbes
Анализ редкого метеорита пролил неожиданный свет на происхождение Марса Анализ редкого метеорита пролил неожиданный свет на происхождение Марса

Кусок скалы с Марса может раскрыть нам подробности формирования красной планеты

ТехИнсайдер
Середина девяностых. Как создавались «Детки» — фильм, лишивший невинности американский кинематограф Середина девяностых. Как создавались «Детки» — фильм, лишивший невинности американский кинематограф

Как создавался и чем запомнился фильм, лишивший невинности кинематограф США

Правила жизни
Пожиратели костей из морских глубин: кто такие оседаксы и почему их открыли лишь недавно? Пожиратели костей из морских глубин: кто такие оседаксы и почему их открыли лишь недавно?

5 фактов о жутких и странных существах

Вокруг света
Физики охладили атомы индия до милликельвиновой температуры Физики охладили атомы индия до милликельвиновой температуры

Первое успешное пленение нейтральных атомов индия в магнитооптической ловушке

N+1
Никаких заторов Никаких заторов

7 продуктов, снижающих риск образования тромбов

Лиза
Страшно повышать Страшно повышать

Центральные банки большинства стран опаздывают с повышением ставок

Эксперт
Открыть в приложении