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科技实时动态:科学家们通过将它们打结来找到光洞

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激光可能看起来是一个紧密聚焦的光束。事实上,它是一个电磁场,在空间的每个点都以椭圆形振动。据说这种多向光是“偏振的”。

偏光太阳镜可以看到效果,只允许一个方向的光线穿透。通过将它们保持在天空并旋转它们,观察者将看到更暗和更亮的斑块,因为在不同方向上流动的光出现并消失。

现在,科学家已经能够使用全息技术将偏振激光束扭曲成结。

布里斯托尔 大学物理 学院和伯明翰大学物理与天文学院的Mark Dennis教授领导了该研究的理论部分。

他说:“我们都熟悉用鞋带或缎带等有形物质打结。被称为“结理论”的数学分支可用于通过计算它们的循环和交叉来分析这些结。

“然而,光线越来越复杂。它不仅仅是一个单一的线状梁打结,而是整个空间或它移动的“场”。

“从数学的角度来看,它不是有趣的结,而是它周围的空间。该领域的几何和空间属性被称为其拓扑结构。“

为了分析打结光场的拓扑结构,布里斯托尔,伯明翰,奥托瓦和罗切斯特大学的研究人员使用偏振光束来创建称为“偏振奇点”的结构。

35年前,布里斯托尔的John Nye教授发现 极化奇点出现在极化椭圆为圆形的点上,其他极化环绕着它们。在3个维度中,这些奇点沿着线出现,在这种情况下产生结。

该团队能够创建比之前光线更复杂的结,并对其进行精细分析。

丹尼斯教授补充说:“拓扑学的一个目的是谈论用线条和曲面来表示数据。真实世界的表面比数学预测的要多得多。“

这项由Leverhulme信托研究项目资助资助的工作是光学和极化研究的重要一步,研究人员说,这可能会导致创建通过定制的复杂光结构处理信息的新设备。

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