Fizycy wykrywają enigmatyczny spinowy pęd światła

Anonim

Odkąd obserwacja Keplera w XVII wieku, że światło słoneczne jest jednym z powodów, dla których ogony komet zawsze odwracają się od słońca, zrozumiano, że światło wywiera nacisk w kierunku, w którym się rozprzestrzenia. Ciśnienie promieniowania jest wytwarzane przez pęd przenoszony przez światło i odgrywa kluczową rolę w różnych systemach, od skali atomowej do astronomicznej.

W najnowszym artykule teoretycznym grupa z Centrum Rikena dla Emergent Matter Science w Japonii wykazała, że ​​gęstość pędu w niejednorodnych polach optycznych ma niezwykły składnik, który jest ortogonalny do kierunku propagacji światła i jest proporcjonalny do spinu optycznego, co oznacza stopień kołowej polaryzacji. Przewidywali, że ten spinowy spin wygeneruje poprzeczną zależną od spinu siłę optyczną, o kilka rzędów wielkości słabszą niż zwykłe ciśnienie promieniowania.

Teraz, w oparciu o prace teoretyczne, grupa z RIKEN, University of Bristol i innych instytucji użyła niezwykle precyzyjnej techniki do eksperymentalnego sprawdzenia, czy światło faktycznie wywiera nadzwyczajną prostopadłą siłę, która jest określona przez polaryzację światła. Badania zostały opublikowane w Nature Physics.

Aby zmierzyć nowy rodzaj optycznego pędu i siły, użyli niezwykle czułego nanosiłka, zdolnego do uzyskania rozdzielczości femtoNewton - co oznacza, że ​​może zmierzyć siłę nawet mniejszą niż siła grawitacji wywierana na pojedynczą bakterię - która została zanurzona w zanikającym optycznym pole bezpośrednio nad całkowitą odbijającą wewnętrzną powierzchnię szkła.

Według Konstantina Bliokha, autora artykułu, "Nasze odkrycia odwołują się do podstawowych właściwości pędu światła i ujawniają nowy rodzaj siły optycznej, wzbogacają optomechanikę".

Patrząc w przyszłość, Franco Nori, który kierował zespołem badawczym, mówi: "Badania naszej grupy obejmują relatywistyczne aspekty teoretyczne, kwantowo-mechaniczne i optyczne dynamicznych właściwości światła, które oferują nowy paradygmat, który może dostarczyć wglądu w różnorodne zjawiska: od optyki stosowanej po fizykę wysokich energii. "

menu
menu