تخيل أخذ شعاع من الضوء وربطه بعقد مثل قطعة خيط. من الصعب فهمه؟ حسنًا ، حققت مجموعة من علماء الفيزياء من المملكة المتحدة هذا الإنجاز الرائع ، ويقولون إن فهم كيفية التحكم في الضوء بهذه الطريقة له آثار مهمة على تقنية الليزر المستخدمة في مجموعة واسعة من الصناعات.
قال الدكتور مارك دنيس من جامعة بريستول والمؤلف الرئيسي لورقة نشرت في مجلة Nature Physics هذا الأسبوع: "في شعاع الضوء ، يشبه تدفق الضوء عبر الفضاء تدفق المياه في النهر". "على الرغم من أنه غالبًا ما يتدفق في خط مستقيم - من الشعلة ، مؤشر الليزر ، وما إلى ذلك - يمكن أن يتدفق الضوء أيضًا في الدوامات والدوائر ، مما يشكل خطوطًا في الفضاء تسمى" الدوامات الضوئية. "على طول هذه الخطوط ، أو الدوامات البصرية ، الضوء صفر (أسود). النور من حولنا مليء بهذه الخطوط المظلمة ، على الرغم من أننا لا نستطيع رؤيتها ".
يمكن إنشاء الدوامات الضوئية باستخدام الهولوغرام الذي يوجه تدفق الضوء. في هذا العمل ، صمم الفريق الصور المجسمة باستخدام نظرية العقدة - فرع من الرياضيات المجردة المستوحاة من العقد التي تحدث في أربطة الحذاء والحبل. باستخدام هذه الصور المجسمة المصممة خصيصًا ، تمكنوا من إنشاء عقدة في الدوامات البصرية.
يوضح هذا البحث الجديد التطبيق المادي لفرع الرياضيات الذي كان يعتبر في السابق مجرد تجريد.
قال مايلز بادجيت من جامعة جلاسكو ، الذي قاد التجارب: "إن تصميم الهولوغرام المعقد المطلوب للتطبيق التجريبي للضوء المعقد يظهر تحكمًا بصريًا متقدمًا ، والذي يمكن استخدامه بلا شك في أجهزة الليزر المستقبلية".
يضيف دينيس ، الذي بدأ في دراسة الدوامات الضوئية المعقدة مع الأستاذ السير مايكل بيري في جامعة بريستول في عام 2000. "بدأ دراسة الدوامات المعقدة من قبل اللورد كلفن في عام 1867 في سعيه لتفسير الذرات". فصل جديد في هذا التاريخ. "
ورقة: عقدة دوامة بصرية معزولة بقلم مارك ر. دينيس ، روبرت ب. كينغ ، باري جاك ، كيفين أو هولران ومايلز جيه بادجيت. فيزياء الطبيعة ، نُشرت على الإنترنت في 17 يناير 2010.
المصدر: جامعة بريستول
