Rambler's Top100
Грани.Ру
Русь Сидящая

В "темном свете" обнаружены оптические вихри и скрытые цвета

Реклама : 


Дословно :  
Джонатан Лич из Университета Глазго
наблюдавший скрытые цвета в "темном свете"

Картина, которая была в результате получена, оказалась полностью эквивалентна тому, что предсказывал Майкл Берри. Мы видим, что положение вихря отмечено характерной цветной структурой с переходом от красного к голубому (поперек вихря), разделенной узкой фиолетовой областью без зеленого цвета.

PhysicsWeb




Физики из Университета Глазго в Великобритании впервые наблюдали скрытые цвета, которые, как недавно было предсказано, должны существовать в "темном свете".

"Темный свет" - очевидный оксюморон, расхожая метафора, нечто из области поэзии или, "на худой конец", фантастики (Виталий Мелентьев, "Черный свет")... Но на самом деле он существует и вполне реален. Это результат наложения двух или большего числа световых пучков (в частности, монохроматических), которые как бы "уравновешивают" друг друга (волновые максимумы одного пучка накладываются на минимумы другого), в результате чего формируется пятно, которое человеческому глазу кажется черным.

Феномен темного света тесно связан с областями пространства, известными под именем "фазовые дислокации" (phase dislocations) или сингулярности (то есть это такой своеобразный световой "вывих"). В такой области волновая фаза света не определена и может иметь любое значение между нолем и 2π. Если такая фазовая особенность представляет из себя линию, "бегущую" параллельно оси пучка, то ее называют "оптическим вихрем" ("optical vortex"). В силу ряда аспектов фундаментального характера, а также возможности оригинальных технических приложений, изучение оптических вихрей ведется у нас в стране и за рубежом весьма бурными темпами. В настоящее время в оптике фактически сформировалась новая область, называемая "оптикой винтовых полей" или "сингулярной оптикой". В ее рамках рассматриваются свойства оптических вихрей, а также физический механизм их образования.

В 2002 году Майкл Берри (Michael Berry) из британского Бристольского университета предсказал, что вблизи такого вихря существует возможность увидеть некие цветные структуры. Теперь Джонатан Лич (Jonathan Leach) и Майлс Паджетт (Miles Padgett) смогли пронаблюдать эти эффекты в своих экспериментах в Глазго (Optics Group projects at the University of Glasgow).

Лич и Паджетт создали вихрь на основе белого света от 200-ваттной вольфрамовой галогенной лампы и "пространственно-светового модулятора" - голографической дифракционной решетки, изготовленной из жидких кристаллов. Этот модулятор позволил им получить световой пучок, в котором все фотоны имели тот же самый "орбитальный угловой момент", даже при том, что пучок содержал много различных длин волн (не был монохроматическим). После этого исследователи пустили пучок, содержащий вихрь, через стандартную цветовую CCD-камеру, которая реагировала на красно-сине-зеленый цветовой ряд, подобный тому, что видят человеческие глаза. Поскольку "вихри" представляют собой области нулевой интенсивности света, цветовые эффекты, предсказанные теорией, едва обнаружимы. Эти эффекты были выявлены за счет применения к полученным изображениям специального цветового усилителя - хромоскопа.

Исследователи заявляют, что хотя сам световой вихрь имеет ограничения в плане практического применения, свет с орбитальным угловым моментом может быть использован в квантовых коммуникациях, которые совсем недавно стали реальностью. Кроме того, изучаемые эффекты могут применяться для того, чтобы заманить в ловушку и вращать микрообъекты в своеобразном "оптическом пинцете".

Источник:
Optical vortices show their true colours - PhysicsWeb

Ссылка:
Пучки с винтовыми дислокациями волнового фронта. Элементы сингулярной оптики - Павел Короленко, д-р физ.-мат. наук

На иллюстрации:
Наблюдаемое сечение светового вихря пучка белого цвета, подвергнутого дисперсии, после применения хромоскопа. Положения вихрей отмечены соответствующими цветными точками. Фото с сайта PhysicsWeb

25.11.2003 07:06

справка Справка :

Оптические вихри и винтовые дислокации

Как известно, волновой фронт световых пучков, близких по своим свойствам к плоской волне, выглядит как семейство непересекающихся поверхностей. Расстояние между соседними поверхностями равно длине волны. Имеющие место в реальных пучках отклонения волновых фронтов от плоской формы называются оптическими аберрациями. Однако все аберрации, рассматриваемые в классической теории, деформируют волновой фронт без изменения его топологии.

Иная картина наблюдается при наличии в лазерном пучке оптических вихрей. Если такие вихри появились, то на поверхности волнового фронта присутствуют особые точки, которые во многих отношениях аналогичны известным в физике твердого тела дефектам кристаллической решетки - винтовым дислокациям и имеют такое же название. В самой особой точке амплитуда световых колебаний обращается в нуль, а значение фазы не определено. Из-за наличия такой особенности функция фазового распределения относится к классу сингулярных функций, что и стало причиной появления термина "сингулярная оптика". Основное свойство винтовой дислокации состоит в том, что при обходе вокруг нее по поверхности волнового фронта фаза изменяется ровно на 2π. На поверхности волнового фронта может возникать как единичная винтовая дислокация, так и целая система дислокаций. В зависимости от направления закрутки, винтовая дислокация подразделяются на левые (отрицательные) и правые (положительные).

Оптико-физические процессы, вызывающие появление оптических вихрей, весьма разнообразны. Излучение с вихревой структурой может при определенных условиях формироваться в результате интерференции лазерных пучков с исходно регулярным волновым фронтом, при их прохождении через случайно-неоднородные и нелинейные среды, а также через волоконные многомодовые световоды или специальным образом изготовленные голограммы. Кроме того, возможно возбуждение вихревых полей непосредственно в лазерах.

optics.npi.msu.ru

25.11.2003


статья В "темном свете" обнаружены оптические вихри и скрытые цвета

Фото с сайта PhysicsWeb
Физики из Университета Глазго впервые наблюдали скрытые цвета, которые, как недавно было предсказано, должны существовать в "темном свете". Феномен темного света тесно связан с областями пространства, известными как "фазовые дислокации" или сингулярности, которые изучаются в рамках сингулярной оптики. Кроме всего прочего, подобные эффекты могут применяться для того, чтобы заманить в ловушку и вращать микрообъекты в своеобразном "оптическом пинцете".

Максим Борисов
25.11.2003

статья Американские физики спасли теорию Эйнштейна: информация действительно не может передаваться быстрее света

Группа американских физиков, не щадя своего времени и средств, помогла торжеству здравого смысла: они доказали, что следствие не может предшествовать своей причине. Эксперименты подтвердили, что недавнее сенсационное исследование, согласно которому свет,
Группа американских физиков, не щадя своего времени и средств, помогла торжеству здравого смысла: они доказали, что следствие не может предшествовать своей причине. Эксперименты подтвердили, что недавнее сенсационное исследование, согласно которому свет, казалось, распространялся со скоростью, превышающей его же собственную скорость в вакууме, не противоречит основополагающему для физики понятию причинно-следственной связи.

Максим Борисов
17.10.2003

статья Скрипка и футбольный мяч: ученые вычисляют форму космоса

Вселенная с сайта www.nature.com
Первоначальная обработка данных, полученных зондом WMAP, казалось, подтвердила теорию, что наш мир является бесконечным и "плоским", однако интерпретация очередного массива данных от того же самого зонда дает теперь уже совершенно противоположный результат: окружающий нас космос может быть не только конечным, замкнутым и сравнительно небольшим по объему, но и имеет форму додекаэдра. Это своего рода 12-сторонний зал с волшебными зеркалами, создающими иллюзию бесконечности за счет отображения нескончаемого ряда копий одних и тех же звезд, находящихся, правда, на разных этапах своего развития.

Максим Борисов
10.10.2003

статья Физики надеются обнаружить изменение фундаментальных констант со временем

фото с сайта www.nature.com/nsu/030428/030428-20.html
Две группы физиков на протяжении последних лет провели целый ряд аккуратных экспериментов в надежде обнаружить непостоянство природных констант, до сих пор считавшихся не изменяющимися со временем. До настоящего момента данные на эту тему добывались астрофизическими методами и указывали на возможность подобных вариаций.

Максим Борисов
08.05.2003

статья Копейкина опровергают американцы, но Эйнштейн пока не пострадал

Стюарт Сэмюэль, физик-теоретик из Лаборатории Беркли. Фото с сайта www.lbl.gov
Альберт Эйнштейн, возможно, был прав, постулировав, что скорость гравитации равна скорости света, но вопреки заявлению Копейкина и Фомалонта, сделанному ими в самом начале этого года, это положение все еще не доказано экспериментально. Очередной удар по позициям нашего соотечественника Сергея Копейкина нанесли специалисты из Лаборатории Беркли.

Максим Борисов
21.06.2003

статья Впервые удалось измерить скорость гравитации

Схема эксперимента с сайта www.newscientist.com
Впервые с приемлемой точностью удалось измерить скорость гравитации. Измерялось небольшое видимое изменение позиции квазара, вызванное изгибом пути радиоволн от этого источника в поле тяготения Юпитера. Результат важен с точки зрения "закрытия" некоторых вариантов современных теорий и поддержки других - он связан с космологическими теориями множественных вселенных и так называемой теории струн или суперструн.

Максим Борисов
08.01.2003

статья Замаскированная квантовая почта может объяснить молчание внеземных цивилизаций

Коллаж Граней.Ру (использовано изображение с сайта www.geocities.com/kife_man/)
Если внеземные цивилизации действительно существуют и при этом не являются исключительной редкостью, то почему мы так и не смогли до сих пор получить от них никаких сигналов? Два физика объясняют эту ситуацию исключительной осторожностью инопланетян. При этом они считают, что есть возможность отправлять сигналы, не открывая своего местоположения.

Максим Борисов
04.06.2003

статья Магическое число научит летать и плавать

Летающий динозавр - птеродактиль. Изображение с сайта evolution.discovery.com
Одно-единственное "магическое" число описывает движения летающих и плавающих живых организмов, начиная от какой-нибудь моли и кончая дельфинами. Изучение его значения проливает свет на "летные навыки" давно исчезнувших с лица земли созданий и может помочь военным инженерам проектировать крошечных крылатых шпионов, которые могли бы обследовать занятые врагом здания, не привлекая к себе лишнего внимания.

Максим Борисов
17.10.2003

статья Последняя нерешенная проблема классической физики близка к решению благодаря сверхтекучему гелию

Турбулентность. Фото с сайта www.exploratorium.edu/exhibit_services/travel/turbulent1.html
Это кажется невероятным, но теории гидродинамической турбулентности в завершенном виде не существует до сих пор, созданы только так называемые полуэмпирические теории турбулентности. Вообще это является одной из важнейших проблем современной теорфизики. Теперь сделан важный шаг в описании турбулентности в сверхтекучем гелии-3, что может помочь, наконец, в решении проблемы турбулентности и в классических жидкостях.

Максим Борисов
28.08.2003

статья Получен рекордный ультрахолодный "атомный снежок"

http://www.physicsweb.org/box/news/7/9/8/apparatus
2500 атомов натрия охладили до половины миллиардной части градуса выше абсолютного нуля - температуры, при которой колебания атомов почти полностью замирают. В результате получается ни много ни мало как принципиально новое, пятое состояние вещества - так называемый конденсат Бозе - Эйнштейна.

Максим Борисов
16.09.2003

статья Физики, возможно, наблюдали магнитные монополи

www.aip.org/physnews/graphics/ html/monopole.htm
Поль Дирак в 1931 году выдвинул гипотезу, согласно которой в природе должны существовать некие экзотические частицы, являющиеся переносчиками изолированных "магнитных зарядов" - магнитные монополи. Но до сих пор все попытки обнаружить в эксперименте эти неуловимые частицы были безуспешными. Однако теперь группа физиков из Японии, Китая и Швейцарии утверждает, что им все-таки удалось найти косвенное свидетельство существования таких монополей Дирака.

Максим Борисов
06.10.2003

статья Экспериментаторы ищут новые силы, предсказанные теориями суперструн


Самый чувствительный на настоящее время эксперимент по оценке гравитационного взаимодействия на сверхмалых расстояниях не дал новых козырей в руки сторонников теории суперструн. Но, несмотря на все это, идеи дополнительных измерений становятся необычайно популярными в связи с кризисом стандартных физических моделей, не способных объяснить новые наблюдения - ускоренно расширяющейся Вселенной, в которой царит темная энергия.

Максим Борисов
27.02.2003

статья Зубы Супермена могут служить сверхпроводником

Модель объемно-центрированной кубической решетки с сайта www.chem.ox.ac.uk/course/inorganicsolids/Figure5c.html
Британские исследователи выяснили, что фосфор, элемент, как известно, содержащийся в человеческих зубах, может в принципе выступать в роли сверхпроводника. Правда человеку потребовалась бы мощь какого-нибудь Супермена, чтобы сжать свои зубы с силой, достаточной для достижения необходимого эффекта, поскольку переход в сверхпроводящее состояние произойдет лишь при давлении около 2,5 мегабар.

16.10.2003

статья Новая теория шаровых молний

Шаровая молния. Фото с сайта www.physicsweb.org/box/news/7/9/13/BL1
Джон Джилман из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе недавно предположил, что по крайней мере одно из свойств шаровой молнии - когезию (cohesion), способность удерживать частицы, составляющие оболочку светящегося шара, вместе на протяжении десятков секунд или даже минут - можно объяснить в терминах атомов Ридберга. Однако другие исследователи, занимающиеся изучением этого феномена, отнеслись к такому выводу скептически.

Максим Борисов
29.09.2003

статья Когда сказка станет пылью... (Нанотехнологии: революция начинается)

Нанокапсулы, введённые в кровь, перемещаются по организму человека в поисках больных клеток. (Иллюстрация NASA)
В самые ближайшие годы произойдет технологическая революция, в результате которой мы обзаведемся портативными мощными хранилищами памяти, всевидящими глазами и всеслышащими ушами, невидимыми помощниками, готовыми исполнить любую прихоть, и к тому же станем практически бессмертными.

Максим Борисов
27.09.2002

статья Мезоны устраивают "похороны" классической физике

Эксперимент Belle. Фото с сайта www.physicsweb.org
Хорошо известные в квантовой механике неравенства Белла впервые были проверены в эксперименте с участием высокоэнергетичных частиц в лаборатории KEK в Японии. Причем именно нарушение этих знаменитых неравенств и является серьезным аргументом в пользу истинности современного понимания квантовой теории и позволяет "похоронить" так называемые "теории скрытых параметров", в определенном смысле привязанные к классической физике.

Максим Борисов
11.11.2003

статья Силу, возникающую из пустоты, приспособят к чему-нибудь путному

Измерение эффекта Казимира. Схема с сайта www.eetimes.com
Генрих Казимир еще в 1948 году предложил эксперимент, который мог бы подтвердить квантовую теорию физического вакуума (то, что вакуум на самом деле не пуст, а заполнен то и дело виртуально возникающими и исчезающими парами частиц и античастиц). Теперь американские исследователи сумели проверить этот эффект с точностью до 0,5 %. Выяснилось, что эффект Казимира действительно должен серьезно влиять на наноразмерные устройства.

Максим Борисов
04.09.2003

статья Разработана батарейка для наномашин

Анимация к фильму "Фантастическое путешествие" (Fantastic Voyage), вдохновившего исследователей из Университета Талсы на их разр
Американские исследователи запатентовали технологию, позволяющую создавать батарейки поперечником в тысячные доли миллиметра. Изготовление таких микроскопических блоков питания - первый и едва ли не самый неотложный шаг к построению реально работающих наномашин. Сверхминиатюрные роботы могли бы производить химический анализ окружающей среды или вводить микропорции лекарства, находясь в человеческом организме.

Максим Борисов
02.09.2003

статья Теория относительности топит субмарины

Релятивистская субмарина. Коллаж Граней.Ру
Бразильский физик решил задачку, "подброшенную" релятивистской теорией, так называемый "парадокс субмарины". Для разбора этого "парадокса" пришлось использовать Общую теорию относительности и включить в решение эффект искривляющих пространство гравитационных сил, получив своеобразный модифицированный релятивистский закон Архимеда.

Максим Борисов
30.07.2003


А также :  Наука Общество Технологии

    Русь Сидящая
СМИ-2 : СелекторНьюз :
[Загрузка...]

Marketgid : Red Tram : Lenty.Ru :
Загрузка...
Загрузка ...
Пекин сдает союзников

Для России ВТО скоро запахнет сыром

Иран готов дать сдачи

Россия теряет своих детей

Мирзаев оказался на грани

Хьюстон умерла как Джексон

Свободу Таисии Осиповой!

Регистрация и вход для пользователей
Спецпроекты:
Грани-ТВ


Реклама:

Счётчики:



Copyright © 2005-2009 Grani.ru | Разработка: Ratry Web Solutions