9 сентября в журнале Physical Review X была опубликована статья, в которой Говард Милчберг (Howard Milchberg) из Мэрилендского университета и его коллеги описали ранее неизвестное явление — оптические вихревые поля, напоминающие кольца табачного дыма. Они возникают вокруг лучей мощных лазеров.
Обнаружены оптические вихри вокруг лазерных лучей
UMD
Направление движения фотонов в вихрях показано белыми стрелочками

Луч лазера направлен из источника и путешествует по прямой, пока не столкнется с отражающей или поглощающей преградой. При особых условиях луч лазера не рассеивается, а наоборот, служит сам себе фокусирующей линзой. Именно такие лучи и создают вокруг себя колечки вихрей. Милчберг и коллеги назвали их «пространственно-временными оптическими вихрями» (STOV). Кольца движутся вдоль луча лазера со скоростью света и ограничивают поток энергии внутри себя.

Фото

Ученые убеждены, что оптические вихри смогут объяснить многие загадки физики лазеров, сформулированные в последнее десятилетие. Это не первый тип вихревых оптических явлений, которые возникают вокруг лазерного луча; так, науке хорошо известны вихри орбитального углового момента, которые движутся в направлении распространения луча лазера, совсем как вода, которая вытекает из сосуда через маленькое отверстие. Они влияют на форму луча, поэтому манипуляции с ними находят себе широкое применение в лазерной технике. Они позволяют создавать неоднородную структуру самого луча и выбирать, что попадет в него, а что нет.

Новый вид оптических вихрей может оказаться еще более полезным из-за своей динамической природы. Ученые рассчитывают с их помощью научиться манипулировать частицами, движущимися со скоростями, близкими к скорости света.