فیزیکدانان امیدوارند بتوانند پرتو های نور را گره بزنند!

[pszine]

فیزیکدانان امیدوارند بتوانند پرتو های نور را گره بزنند!

به طورمعمول پرتوهای نور در طول خط مستقیم می تابند، البته به استثنا خم شدن نور در معرض جاذبه. اما دانشمندان در حال جستجو بر روی این موضوع هستند که چگونه می توان پرتو نور را به ارایش های حلقوی و گره خورده در اورد. امکان این خاصیت پرتو نور از برخی کنجکاوی ها برای حل معادلات مکسول، که اساس الکتریسیته و مغناطیس را توضیح می دهد، بربوجود امد.

ویلیام اروین از دانشگاه نیو یورک و دیرک بومستر از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا، و داشنگاه لیدن هلند مطالعات خود را بر روی انالیز نورهای گره خورده را در Nature Physics انتشار داده اند. این دانشمندان بر روی خصوصیات فیزیکی نورهای گره خورده پرداختند، و کشف کرده اند که می توان به صورت ازمایشی و با استفاده از پرتو های لیزر مدور قطبی شده، انرا تولید کرد.

فیزیکدانان در حال تحقیق بر روی حلی ناشناخته برای معادلات مکسول هستند که در ان پرتوهای نور می توانند به یکدیگر پیوند داشته باشند و میتوان با ارایش های مختلفی انها را گره زد.

در برخی از راه حل های معادلات مکسول، تمام خطوط میدانهای الکتریکی و مغناطیسی به شکل دوایری در می ایند که به یکدیگر متصل هستند. از این حلقه های خطوط میدان می توان برای ساخت حلقه های دونات شکل استفاده کرد. در این حالت، هر دایره تنها یک بار پیچیده می شود و هیچ دو دایره ای به یکدیگر برخورد نمی کنند. و سه بعد فضا با پرتو های نور دایره ای پر می شوند.

بر طبق گفته فیزیکدانان در Phyorg.com : بعلت ساختار پیچیده گره ها این راه حل با تمام فرم های موجود تشکیل نور متفاوت است. بر اساس توضیحات انان، این ساختار بر پایه Hopf fibration است، که در سال 1931 برای توضیح ریاضی در بررسی ساختار کره ها در چهاربعد و یا بیش از ان بوجود امد، موضوعی که به نظر نمی رسد هیچ ربطی به نور داشته باشد.

پس از بررسی خصوصیات نور گره خورده، فیزیکدانان تلاش می کنند تا بتوانند از میدان لیزر برای ساخت این ساختارها استفاده کنند. با پرتو یکبار مثبت مدور قطبی نور و متمرکز کردن پرتوها، باید امکان تولید اشکال مختلف پرتوهای حلقوی نور وجود داشته باشد. با استفاده از تکنیکهای هولوگرافیکی و تلفیق کنند های فضایی نور، شکل و فرم نور حلقوی نیز قابل کنترل می باشد. این تکنیکهای مشابه، اخیرا برای تولید پرتوهای آیری مورد استفاده قرار گرفته اند، که پرتوهای نوری هستند که در طول زمان گسترش، پراکنده نمی شوند.

در حال حاضر فیزیکدانان در حال اماده شدن برای یک ازمایش تحقیقی بر روی راه حل جدیدی برای استفاده در تابشهای الکترومغناطیسی رپیم نوری، مانند نور، و یا در رپیم مایکرویو هستند. اولین چالش، اندازه گیری تابشهای مثبت بسیار کوتاه برای ساخت طیف گسترده ای از فرکانسای مورد نیاز برای ساخت گره نوری می باشد.

به علت اینکه نور گره خورده هر دو خصوصیت پرتویی و خصوصیت خاص کشف نشده خود را دارند، فیزیکدانان پیش بینی می کنند تولید این پرتو ها میتواند برای کاربردها متفاوتی مورد استفاده قرار گیرد. که شامل استفاده در محدود کردن پلاسما، تله گذاری برای ذرات اتمی، دستکاری در جمع اوری اتم های سرد، و تولید سولیتون در رسانه های غیر خطی می باشد.

مترجم: محمد علی عاشوری
منبع: http://www.pszine.net
http://www.pszine.org