Исследователи из Варшавского университета (Польша) и Университета Клермон-Овернь (Франция) нашли способ заставить свет закручиваться в миниатюрные вихри и оставаться в таком состоянии долгое время. Вместо сложных лазерных установок они использовали обычные жидкие кристаллы. Результаты опубликованы в Science Advances.

Изображение: Flux ai

Внутри жидкого кристалла создали дефекты, которые представляют собой замкнутые в кольца спирали, похожие на ДНК. Эти структуры действуют как микроскопические ловушки для фотонов. Но просто удержать свет недостаточно, его нужно заставить крутиться.

Поскольку свет не реагирует на магнитные поля так, как электроны, учёные создали искусственное магнитное поле. Эффект достигается за счёт двойного лучепреломления жидкого кристалла: свет с разной поляризацией распространяется с разной скоростью. Когда этот эффект меняется в пространстве, свет начинает двигаться по круговым траекториям, напоминая поведение электронов в магнитном поле.

Вращающийся свет, несущий орбитальный угловой момент, раньше получали только в высокоэнергетических, неустойчивых состояниях. Впервые исследователям удалось создать его в основном, самом стабильном состоянии, где удобнее всего накапливать энергию. Систему поместили в оптическую зеркальную ловушку, чтобы усилить эффект, а добавленный лазерный краситель превратил вихри в когерентное лазерное излучение с чёткой энергией и направлением.

Технология обещает компактные лазеры с новыми свойствами, улучшенные оптические системы связи и инструменты для квантовых вычислений. Закрученный свет также может использоваться для манипуляции микроскопическими объектами.