Physiker Banden Laserstrahlen Zu Knoten Zusammen

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Die technologie könnte zukünftige präzisionslichtquellen verbessern. Im moment ist die größte überraschung, wie viele löcher sich in einer laser-acht befinden.

Ein Team von Physikern hat Licht in Acht und Torusknoten gebunden.

Laut einer Studie, die am 30. Juli in der Fachzeitschrift Nature Physics veröffentlicht wurde, haben die Forscher herausgefunden, wie man die Wellen zweier Laserstrahlen miteinander interferieren lässt und letztendlich in einer Art und Weise miteinander umschlingt, wie man sie wahrscheinlich eher miteinander verbindet Schnürsenkel oder die Knoten auf einem Segelboot.

Aber Knoten müssen nicht aus Schnüren bestehen, erklärten die Forscher in einer Begleiterklärung. Stattdessen ist ein Knoten ein mathematischer Begriff für jede Form im Raum, die sich auf bestimmte Weise umschlingt. Indem sie die komplexen Formen ausnutzen, bilden sich Lichtwellen, wenn sie entlang ihrer Pfade in zwei Richtungen (auf und ab und nebeneinander) schwingen. Durch die Wechselwirkung dieser Wellen konnten sie elektromagnetische Lichtfelder zum Knoten bringen die Luft. [Die 11 schönsten mathematischen Gleichungen]

Die fraglichen Knoten, so die Forscher in ihrem Artikel, waren in Bildern der Lichtwellendaten ausreichend sichtbar, um die Achter und Torus zu identifizieren. Sie bestätigten ihre Ergebnisse auch mit formaler Knotentheorie-Mathematik.

Um die Knoten zu schaffen, haben die Forscher die Auf- und Abwärtsbewegung und die seitliche Wellenbewegung (die Polarisation) von zwei Lichtstrahlen sorgfältig abgestimmt, teilweise mit einer Technologie, die der bei polarisierten Sonnenbrillen nicht unähnlich ist. Die Knoten bildeten sich um "Polarisations-Singularitäten", wo sich die Strahlen kreuzten, Orte, an denen die Wellenlängen von Seite zu Seite und von oben nach unten exakt gleich waren und eine Anzahl anderer Lichtwellenlängen um sie geschlungen waren. An diesen Punkten neigte sich das Licht so, wie es die Forscher wollten.

"Wir sind alle damit vertraut, Knoten in materiellen Substanzen wie Schnürsenkeln oder Bändern zu binden", sagte Mark Dennis, Physiker und Autor der University of Bristol in der Zeitung. "Mit Licht wird es jedoch etwas komplexer. Es wird nicht nur ein einzelner fadenförmiger Balken geknotet, sondern der gesamte Raum oder das 'Feld', in dem er sich bewegt."

Dennis und seine Co-Autoren interessierten sich für die Topologie oder die komplexe mathematische Gestaltung dieses Raums. Sie stellten fest, dass das Licht bei der Verknotung mehr Lücken bildete als erwartet, wodurch Räume ohne signifikante Energie aus den Strahlen zurückblieben.

Auf der Straße, so die Forscher, hoffen sie, noch komplexere Lichtknoten zu entwickeln. Sie hoffen, dass diese Technologie die Entwicklung genauer abgestimmter Lichtquellen beschleunigen wird. Für Forscher ist der interessanteste Teil der Geschichte jedoch immer noch das Studium der Topologie dieser merkwürdigen Singularitäten.

Ursprünglich auf WordsSideKick.com veröffentlicht.


Videoergänzungsan: Jacque Fresco: Was die Zukunft nach 2000 bereithält (Nichols College 1999) [deutsche Untertitel].




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