Ученые остановили свет и использовали его для изменения свойств материи
Запечатлеть вихри из световых волн до сих пор не удавалось никому. Физики смогли получить «моментальный» снимок таких вихрей, используя специальную серебряную пластину и электронный микроскоп
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, физики провели эксперимент, в котором захватывали световые импульсы в зеленой части видимого спектра длительностью 20 фемтосекунд. Авторы направляли импульсы света на серебряную поверхность, где они превращались в поверхностные плазмон-поляритоны — волны флуктуаций электронной плотности излучения. В результате получался своего рода «моментальный» снимок движения света.
Но у этой работы была интересная особенность. Авторы направили световые волны друг на друга так, чтобы они закрутились и образовали небольшой вихрь. Внутри этого вихря две световые волны двигались вокруг общего центра. Новая методика позволила даже составить «фильм» о том, как световые волны крутятся друг вокруг друга на одном квадратном нанометре. Чтобы сделать это, физики использовали электронный микроскоп.
При взаимодействии фотонов со специально подготовленной серебряной пластиной, с ее поверхности вылетают электроны, которые и можно «поймать» с помощью электронного микроскопа. Сбор всех таких электронов формирует изображения там, где прошел свет, что позволяет исследователям сделать его снимок.
Световые вихри могут образоваться, если вы посветите красной или зеленой лазерной указкой на шероховатую поверхность. В таком случае вы увидите отраженное от поверхности пятно света, интенсивность которого снижается по мере удаления от точки, на которую направлен лазер. Есть предположение, что световые вихри могут вызывать квантовомеханические переходы в фазах твердотельных материалов. При этом структура материала меняется так, что зеркальное отражение не может быть совмещено с исходной структурой. Другими словами, световые вихри могут так изменять материал, что он становится топологически отличным от своего отражения.
