Badacze z Harvardu opracowali materiał metapowierzchni, który może generować i utrzymywać zupełnie nowe i bardziej złożone stany światła.
Odkrycia w zakresie zachowania światła trwają: już w 2015 roku naukowcy uzyskali pierwsze zdjęcie stanu światła, na którym zachowuje się ono jednocześnie jako cząstka i fala. A całkiem niedawno, zaledwie 25 lat temu, orbitalny moment pędu został odkryty w fotonach.
Jest to moment pędu oparty na kształcie jego czoła fali, a nie orientacja. Nowy materiał metapowierzchni wykorzystuje ją razem z drugim rodzajem momentu pędu zwanego momentem spinowym (lepiej znanym również jako polaryzacja kołowa).
Można wyciągnąć analogie między orbitalnym momentem pędu a polaryzacją kołową, porównując je z ruchem planet: polaryzacja kołowa to kierunek, w którym planeta obraca się wokół własnej osi, a moment orbitalny opisuje, w jaki sposób planeta krąży wokół Słońca.
Wcześniej stwierdzono, że ta sama wiązka światła może wykazywać oba rodzaje pędu, a ich połączenie i użycie polaryzacji do sterowania modulacją amplitudy optycznej (OAM) może skutkować wiązkami o nowych, złożonych kształtach.
Niektóre metapowierzchnie są bardziej wydajnymi i bardziej kompaktowymi wersjami istniejących urządzeń optycznych, ale takie arbitralne konwersje między spinami i orbitami nie mogą być wykonywane przez żadne inne urządzenie optyczne.
Orbitalny moment pędu fotonów ma już kilka rozważanych zastosowań, takich jak szybka transmisja danych i kodowanie wiadomości. Naukowcy wymyślili nawet, w jaki sposób transmitować OAM poszczególnych fotonów za pomocą ich splątania.
Inne sugerowane praktyczne zastosowania nowego materiału obejmują manipulację mikroskopijnymi obiektami i zastosowania w systemach obrazowania.
Film promocyjny:
Latawiec Serg