Ученые нашли новый способ создания световых "крючков"

Этот метод обладает уникальными свойствами, которые могут быть использованы в различных областях, включая нанотехнологии, биофизические исследования, навигационные системы и астрономию. Открытие было опубликовано в журнале Optics Express.

Магнитное поле, как пояснили ученые из ТПУ, возникает в результате действия электрического тока или постоянных магнитных моментов некоторых материалов. Например, вокруг Земли магнитное поле образуется в основном в жидком ядре планеты, содержащем магнитоактивное железо. Это является одним из примеров естественного создания магнитного поля в природе.

Изогнутый световой луч, созданный учеными, может стать ключевым элементом для разработки новых технологий и методов исследования в различных областях науки и техники. Его потенциальное применение в современных технологиях открывает новые перспективы для развития научных отраслей и повседневной жизни.

В прошлом году российско-китайский коллектив исследователей разработал метод генерации гигантских сверхсильных магнитных полей, соответствующих по мощности полям черных дыр и нейтронных звезд, которые в сотни тысяч раз превышают земное. Этот уникальный метод открывает новые перспективы для изучения физических явлений в экстремальных условиях космоса.

Ученые Томского политеха и Xidian University (Китай) провели исследование, показавшее, что в процессе вращения сфер световые лучи начинают искривляться, а горячие точки на их полюсах, в которых возникают гигантские магнитные поля, из сферических вытягиваются в спираль. Это открытие дает новое понимание процессов, происходящих вокруг объектов с такими сверхсильными магнитными полями.

Специалистам удалось показать, что генерация сверхсильных полей может сопровождать резонансное рассеяние света на сферах из материала, не проводящего электрический ток. Это открывает возможности для разработки новых материалов и технологий, способных создавать и контролировать подобные экстремальные условия в лабораторных исследованиях.

Генерация сверхсильных полей возможна при определенной максимальной скорости вращения, как утверждают авторы исследования. Они обнаружили, что вращение диэлектрической сферы приводит к формированию "кривых" световых пучков как внутри, так и вокруг нее. Этот феномен, описанный Мининым, представляет собой оптический аналог эффекта Магнуса из гидродинамики, где вращающееся тело начинает двигаться перпендикулярно потоку жидкости или газа. Важно отметить, что эти открытия позволяют лучше понять взаимосвязь между вращением и формированием сильных полей в различных системах.

Исследователи утверждают, что потенциальные возможности использования искривленных лучей огромны. Эти лучи могут стать основой для разработки новых технологий, таких как усовершенствованные оптические пинцеты с "фотонным крючком". С их помощью можно будет проводить манипуляции с отдельными клетками, молекулами и наночастицами, открывая новые возможности в области биомедицинских исследований.

Одним из перспективных направлений применения искривленных лучей является создание управляемых резонаторов и гироскопов. Эти приборы могут найти применение в системах навигации, мобильных устройствах, игровых приставках и даже квадрокоптерах, обеспечивая более точное и стабильное управление.

Кроме того, искривленные лучи могут быть использованы для лабораторного моделирования сильных магнитных полей. Это открывает новые возможности для изучения физики формирования галактик и позволяет углубить наше понимание процессов, происходящих во Вселенной.

Важно отметить, что результаты исследования, проведенного в рамках программы "Приоритет-2030" национального проекта "Наука и университеты" с участием Томского политеха, не только применимы к изучению земных явлений, но и могут быть ключом к пониманию наблюдений космических объектов. Руководитель проекта подчеркнул, что черные дыры и нейтронные звезды, обладая сильным магнитным полем и вращаясь, создают условия для появления различных искажений в излучениях, которые ранее могли остаться незамеченными астрономами. Это открывает новые перспективы для понимания и интерпретации данных, получаемых изучением космических тел.

Источник и фото - ria.ru