Optik burulğanlar adlanan tıxac kimi formalara yönəldilə bilən işıq şüaları bu gün bir sıra tətbiqlərdə istifadə olunur. Strukturlaşdırılmış işığın hüdudlarını itələyərək, Con A. Paulson Mühəndislik və Tətbiqi Elmlər Məktəbinin (SEAS) Harvard tətbiqi fizikləri yeni növ optik burulğan şüası haqqında məlumat verirlər ki, bu da yalnız hərəkət edərkən burulmur, həm də unikal nümunələr yaratmaq üçün müxtəlif hissələrdə müxtəlif sürətlə dəyişir. İşığın davranış tərzi təbiətdə yayılmış spiral formalara bənzəyir.

Tədqiqatçılar klassik mexanikadan götürüblər ki , onların heç vaxt nümayiş etdirilməmiş işıq burulğanına “optik fırlanma” ləqəbi verib, işığın tıxac formasındakı fırlanma momentinin tədricən necə dəyişdiyini təsvir edir. Nyuton fizikasında “rotatum” zamanla cisimdə fırlanma momentinin dəyişmə sürətidir.

Optik rotatum Federico Capasso, Robert L. Wallace, Tətbiqi Fizika Professoru və SEAS-da Elektrik Mühəndisliyi üzrə Baş Elmi İşçi Vinton Hayesin laboratoriyasında yaradılmışdır. “Bu, kosmosda yayılan və qeyri-adi şəkildə dəyişən optik burulğandan ibarət işığın yeni davranışıdır” dedi Kapasso. “Kiçik maddələrlə manipulyasiya etmək üçün potensial olaraq faydalıdır.” Tədqiqat Science Advances jurnalında dərc olunub .

Tədqiqatçılar özünəməxsus bükülmə ilə onların orbital bucaq momentumunu daşıyan işıq şüasının bütün təbii dünyada tapılan riyazi olaraq tanınan nümunədə böyüdüyünü aşkar etdilər. Fibonaççi nömrələri ardıcıllığını əks etdirən (“Da Vinçi Kodu”nda məşhurdur), onların optik rotatumları nautilusun qabığında, günəbaxan toxumlarında və ağacların budaqlarında görünən loqarifmik spiral şəklində yayılır.

“Bu, bu tədqiqatın gözlənilməz məqamlarından biri idi” dedi ilk müəllif Əhməd Dorrah, Kapassonun laboratoriyasında keçmiş tədqiqatçı, indi Eyndhoven Texnologiya Universitetində dosent. “Ümid edirik ki, biz tətbiqi riyaziyyat üzrə mütəxəssis olan başqalarını bu işıq nümunələrini daha da öyrənmək və onların universal imzası haqqında unikal fikirlər əldə etmək üçün ruhlandıra bilərik.”

Tədqiqat, komandanın yayılma yolu boyunca idarə olunan qütbləşmə və orbital bucaq impulsu ilə işıq şüası yaratmaq üçün metasəthdən, yüngül əyilmə nanostrukturları ilə işlənmiş nazik lensdən istifadə etdiyi əvvəlki işlərə əsaslanır. İndi onlar işıqlarına başqa bir sərbəstlik dərəcəsi təqdim etdilər ki, onlar da yayıldıqca onun fəza momentini də dəyişə bilərlər.

Kapassonun laboratoriyasının aspirantı və bu tədqiqatın həmmüəllifi Alfonso Palmieri, “Biz nəzarətin daha çox yönlü olduğunu göstəririk və bunu davamlı edə bilərik” dedi.

Belə ekzotik işıq şüası üçün potensial istifadə hallarına işığın qeyri-adi fırlanma momentinə uyğun olaraq yeni bir növ güc tətbiq etməklə asqıdakı kolloidlər kimi çox kiçik hissəciklərin idarə edilməsi daxildir. O, həmçinin kiçik əşyaların mikro-manipulyasiyası üçün dəqiq optik maqqasa imkan verə bilər.

Digərləri yüksək intensivlikli lazerlər və həcmli quraşdırmalardan istifadə edərək fırlanma anını dəyişən işığı nümayiş etdirsələr də, Harvard komandası tək maye kristal displey və aşağı intensivlikli şüa ilə öz işini yaratdı. Sənayeyə uyğun, inteqrasiya olunmuş bir cihazda rotatum yarada biləcəklərini göstərməklə, texnologiyalarının reallığa çevrilməsi üçün giriş maneəsi əvvəlki nümayişlərdən xeyli aşağıdır.

Daha çox məlumat: Əhməd Dorrah və digərləri, İşığın fırlanması, Elmdə irəliləyişlər (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr9092 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr9092

Jurnal məlumatı: Science Advances 

Harvard John A. Paulson Mühəndislik və Tətbiqi Elmlər Məktəbi tərəfindən təmin edilmişdir