Зачем скручивать свет?

Ученые переосмыслили лампочку для создания уникального излучения
Представьте себе обычную лампочку накаливания. Что приходит на ум? Наверное, та самая нить внутри, разогретая добела, излучающая знакомый теплый свет. А что, если эта нить, уменьшенная до наномасштабов и закрученная в спираль, сможет не только светить, но и генерировать свет с необычными свойствами? Ученые из Мичиганского университета как раз совершили прорыв в этой области, показав, что привычный принцип работы лампочки Эдисона может быть использован для создания «закрученного» света.
Свет, который танцует
В чём же суть этого «закрученного» света? Обычно фотоны, частицы света, колеблются в разных направлениях. Однако, когда свет проходит через специально структурированный материал, например, скрученную нить накала, он может приобрести спиральную форму — как бы закручиваться во время распространения. Это явление, известное как хиральность, открывает новые возможности для манипуляции светом и его использования.
Команда исследователей обнаружила, что если микроскопическая нить накала закручена в спираль, длина витков которой сопоставима с длиной волны излучаемого света, то и сам свет становится закрученным. Более того, степень закрученности, или эллиптическая поляризация, зависит от того, насколько длина волны света соответствует длине витка спирали, а также от электронных свойств материала нити. В своих экспериментах ученые использовали наноуглерод и металлы.
От лампочки к зрению будущего
Идея создания закрученного света сама по себе интересна, но зачем это нужно? Одно из потенциальных применений заключается в создании новых типов систем машинного зрения. Представьте себе робота или беспилотный автомобиль, способный различать объекты не только по их форме и цвету, но и по тому, как они поляризуют свет. Подобно ракам-богомолам, которые видят мир скрученным светом, такие устройства могли бы различать объекты, излучающие свет с различной степенью спиральности.
Например, как отметил профессор Котов, авторы исследования, разница в поляризации света, испускаемого мехом оленя и одеждой человека, может позволить автономным автомобилям различать их в условиях плохой видимости. И все это — благодаря обычной, казалось бы, лампочке, но работающей на совершенно новом уровне.
Преимущества и перспективы
Главным преимуществом метода, разработанного мичиганскими учеными, является яркость получаемого закрученного света. Он до 100 раз ярче, чем свет, полученный с помощью других технологий. Однако, стоит отметить, что полученный свет пока имеет широкий спектр длин волн и степени закрученности. В планах ученых — работа над устранением этого недостатка, в том числе изучение возможности создания лазеров, работающих на основе закрученных светоизлучающих структур.
Команда также планирует исследовать…
Подробнее https://7ooo.ru/group/2024/12/24/738-zachem-skruchivat-svet-uchenye-pereosmyslili-lampochku-dlya-sozdaniya-unikalnogo-izlucheniya-grss-367445521.html