Учёные обнаружили хиральность света без линз: свет можно «программировать» в пространстве

Хиральность света без линз оказалась реальным эффектом: исследователи показали, что свет способен искривляться и вращаться сам по себе. Это открытие меняет представление о природе света и открывает путь к новым технологиям в медицине, связи и квантовых системах.

Учёные обнаружили хиральность света без линз: свет можно «программировать» в пространстве

Команда из Университет Восточной Англии совместно с коллегами из Южной Африки обнаружила, что свет способен проявлять сложное поведение без внешнего вмешательства — без зеркал, линз или специальных материалов. Речь идёт о хиральности — свойстве, при котором объект может существовать в «лево-» и «правосторонней» формах. Ранее считалось, что для управления таким поведением света необходимы сложные оптические системы, но новое исследование показывает: достаточно правильно задать его внутреннюю структуру.

Обычно хиральность играет ключевую роль в химии и медицине, где даже небольшие различия в структуре молекул могут приводить к совершенно разным эффектам. Чтобы различать такие формы, учёные использовали особые виды света с контролируемым вращением. Однако теперь выяснилось, что свет может «сам» приобретать эти свойства в процессе распространения.

В основе открытия лежит идея структурированного света — луча, параметры которого заранее заданы не только по интенсивности, но и по форме и направлению. В определённых условиях такой свет начинает вести себя необычно: он закручивается в спирали, формируя так называемые оптические вихри, и может переносить информацию через свои вращательные состояния.

Учёные обнаружили хиральность света без линз: свет можно «программировать» в пространстве
Кружка и пончик могут выглядеть по-разному, но с точки зрения топологии они идентичны: оба имеют одно отверстие, определяющее их структуру.

Самое неожиданное в том, что эффект возникает не сразу. В начальной точке луч может не обладать никакой хиральностью, но по мере движения в пространстве внутри него начинают формироваться зоны вращения, словно скрытая структура постепенно «раскрывается». Это поведение связано с топологией — разделом математики, изучающим устойчивые свойства форм. Именно топологические особенности, заложенные в структуре света, определяют, как он будет эволюционировать.

Такой подход фактически позволяет «программировать» свет без использования физической среды. Управление переносится внутрь самого луча, что делает технологию потенциально проще и дешевле для практического применения. Вместо сложных оптических систем можно работать с геометрией света напрямую.

Перспективы у этого открытия весьма широкие. В медицине это может привести к созданию более точных методов анализа молекул, что критически важно для разработки лекарств. В телекоммуникациях — к увеличению объёма передаваемой информации за счёт использования разных состояний света. В квантовых технологиях — к более устойчивым каналам передачи данных, защищённым от помех.

Особенно важно, что эффект не требует сложной инфраструктуры и может быть реализован в более компактных и доступных системах. Это делает его привлекательным не только для лабораторий, но и для будущих коммерческих решений.

В конечном счёте работа показывает, что свет — гораздо более сложная и гибкая система, чем считалось ранее. Его поведение можно не только наблюдать, но и тонко настраивать, используя внутренние геометрические свойства, которые до сих пор оставались практически незаметными.

Читайте также

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

Волгоградские ученые начали испытания капсул «Дипиарон» от диабета и ожирения

Волгоградские ученые начали испытания капсул «Дипиарон» от диабета и ожирения

Почему ржавеет нержавейка?

Почему ржавеет нержавейка?

«Быстро поднятое упавшим не считается»: почему это ненаучно?

«Быстро поднятое упавшим не считается»: почему это ненаучно?

Пентагон рассекретил сообщение о загадочном чёрном НЛО, летевшем со скоростью 2900 км/ч

Пентагон рассекретил сообщение о загадочном чёрном НЛО, летевшем со скоростью 2900 км/ч

Найдена неопубликованная рукопись Шрёдингера, ставящая под сомнение случайность квантового мира

Найдена неопубликованная рукопись Шрёдингера, ставящая под сомнение случайность квантового мира

Учёные впервые испытали на людях генную терапию, способную омолодить клетки глаза

Учёные впервые испытали на людях генную терапию, способную омолодить клетки глаза

Птицы Москвы и Петербурга поют на разных диалектах

Птицы Москвы и Петербурга поют на разных диалектах

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Восьминогий робот имитирует механику движения паука

Восьминогий робот имитирует механику движения паука

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

Самарские студенты создадут рой пикоспутников на орбите без топлива

На PlayStation 5 научились запускать игры из Steam — даже Cyberpunk 2077 и GTA

На PlayStation 5 научились запускать игры из Steam — даже Cyberpunk 2077 и GTA