Ученые обнаружили дыры в свете, "завязанном в узлы" - «Наука и технологии»

Группа ученых из университетов Бристоля и Бирмингема, занимающаяся вопросами теоретической физики, нашла новый способ изучения распространения света в пространстве, "завязывая" из этого света своего рода трехмерные узлы. Напомним нашим читателям, что лазерный свет только на вид кажется одним сильно сфокусированным лучом, но фактически это - высокочастотное электромагнитное поле, колеблющееся в каждой точке пространства на пути его распространения.

Ученые смогли завязать узлы из поляризованного лазерного света при помощи достаточно традиционных голографических технологий. "Мы все достаточно хорошо знакомы с узлами в окружающем нас материальном мире" - рассказывает профессор Марк Денис, который возглавлял теоретическую часть исследований, - "Раздел математики, называемый "Теорией узлов", описывает привычные нам узлы, используя понятия петель, пересечений и т.п."

"Однако, световые узлы являются гораздо более сложными образованиями. Световой узел - это не только скрученная "нить" луча света, в него входят геометрические и пространственные свойства прилегающей к лучу области пространства".

Для того, чтобы изучить топологию светового узла, исследователи, как упоминалось выше, использовали голографические технологии для создания так называемых сингулярностей поляризации (polarisation singularities). Эти сингулярности были обнаружены профессором Джоном Нье (John Nye) в Бристоле более 35 лет назад, они возникают в точках пространства, где изначально эллиптическая форма колебаний поляризованного света превращается в идеальный круг. В трехмерном пространстве эти сингулярности располагаются на прямой распространения света, создавая в этих точках световые узлы.

В последних экспериментах ученым удалось создать световые узлы гораздо большей сложности, чем это удавалось ранее, и произвести их анализ с большим уровнем детализации. Пока еще не до конца ясно, к каким практическим результатам могут привести исследования в данном направлении, но, со слов профессора Дениса, направление использования световых узлов имеет достаточно серьезные перспективы. "Любые наборы данных можно описать и охарактеризовать с точки зрения заключенных в них линий и поверхностей, а топология, заложенная в световых узлах, может использоваться для проведения обработки этих данных, имеющей любой уровень сложности".