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物理學家發現光的新屬性,光的軌道角動量隨時間變化?

由 環球科技視界 發表于 運動2021-11-01
簡介從而光的平面來看是正弦波,而從三維的來看則是一個旋轉的光束,但是根據現在的科學家發現的現象,即漩渦光束的傳播範圍會隨著時間、距離的變化而擴充套件

渦旋光束是如何形成的

光還有新特性?最近,美國的物理學家表示,光的軌道角動量可以隨著時間迅速發生變化,並稱這種特性為自扭矩。

上個星期他們在《科學》期刊中發表了一篇論文,在裡面他們詳細描述了光的這一新特性是如何被發現的。

物理學家發現光的新屬性,光的軌道角動量隨時間變化?

其實早在1992年,科學家就發現當鐳射束穿過貝殼狀的透鏡時就會發生扭轉,變成旋渦狀的光束。這種性質的光束被稱為渦旋光束,光束的波前能以螺旋的形式繞著傳播軸扭轉,從而使光束的核心強度為零。

從而光的平面來看是正弦波,而從三維的來看則是一個旋轉的光束,但是根據現在的科學家發現的現象,即漩渦光束的傳播範圍會隨著時間、距離的變化而擴充套件。通俗的理解就是漩渦光束依舊有著向外發散的性質。

物理學家發現光的新屬性,光的軌道角動量隨時間變化?

在理論中,這種漩渦光束性質已經被無數的科學家所猜想。而最近,這種猜想正式被美國的科學家所觀察到。在此之前,所有研究中的光束的扭轉都是恆定的。而美國物理學家的最新研究表明,這種光束的扭轉將會隨時間發生變化。一個光脈衝高頻諧波,波前的旋轉可以加快或減慢,這是一種前所未見的行為。

研究小組將有不同的軌道角動量兩束紅外鐳射脈衝放在一起,並且彼此之間存在千萬億分之一秒的不同步。他們發現,這種漩渦光脈衝會以一種奇怪的方式疊加在一起,從而使螺旋狀光束迅速加速扭曲,有著逐漸變化的螺旋旋轉度。研究人員還發現,漩渦光束前部的光子繞旋轉的速度比光束後部的光子旋轉速度更慢。

物理學家發現光的新屬性,光的軌道角動量隨時間變化?

單個的光束會形成旋渦狀的形狀,而基於自扭矩的性質,漩渦光在不消失的前提下將會演變成為喇叭形狀的光束,即一端小點,而另一端無限大。設想一下,將這種喇叭形狀的漩渦光束豎置放射會變成什麼樣子,或者再多加一些光束進來,或許光的這種特性將會對雙縫干涉做出一個解釋,為什麼同一束光試驗中會有明暗交接的紋路。

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