Свет представляет собой фундаментальное явление, используемое широко практически во всех областях жизни и деятельности человека. Из-за этого свету было уделено и уделяется сейчас столь большое внимание со стороны ученых. Это, в свою очередь, позволяет с уверенностью сказать, что свет уже достаточно хорошо изучен, определены точные значения связанных с ними физических констант, ограничений и особенности его поведения. Однако, ученые-физики из Тринити-Колледжа в Дублине (Trinity College Dublin) обнаружили новую экзотическую форму "закрученного" света, угловой момент вращения которого не равен целому числу. Другими словами, этот свет не подчиняется целому ряду известных законов, пишет http://www.dailytechinfo.org/.

Вращение луча света вокруг его оси характеризуется параметром под названием угловой момент, который связывает количество инерции и скорость движения по кругу. Этот угловой момент, по крайней мере, так было раньше, должен быть кратен значению постоянной Планка (целое значение, описывающее отношение энергии одного кванта (фотона) электромагнитного излучения к его частоте). Это, в свою очередь означает, что значение углового момента луча закрученного света всегда должно быть целым числом.

"Луч света характеризуется многими известными параметрами, такими, как цвет (длина волны), и менее известными параметрами, такими, как угловой момент" - рассказывает профессор Джон Донегэн (John Donegan), - "Угловой момент описывает процесс вращения луча света при его движении по прямой линии".

В одном из экспериментов ученые обнаружили новую форму света, фотоны которого имели угловой момент, кратный числу 0.5. Это не стало слишком большой неожиданностью, ведь в 1980-х годах ученые провели теоретические исследования в области квантовой механики, результаты которых указали на возможность существования света с подобными значениями углового момента. И теперь эта теория получила первое практическое подтверждение.

В своем эксперименте ученые использовали явление, открытое почти две сотни лет назад. Это явление заключается в том, что луч света, прошедший через определенные кристаллы, принимает форму полого цилиндра. Этот метод, с небольшими дополнениями, ученые использовали для получения лучей закрученного света. Свет сначала пропускался через поляризационный фильтр, затем через кристалл и после всего этого он попадал на приемник интерферометра, при помощи которого производились точные измерения смещения длины волны.

Один из расколотых в недрах интерферометра лучей закручивался вокруг своей оси и повторно объединялся со вторым лучом. И как раз этот луч синтезированного света являлся предметом интереса со стороны ученых. Ученые производили записи изменений параметров этого потока света, вызванных некоторыми эффектами из области квантовой физики. Ученые ожидали увидеть в полученных результатах череду значений, кратных постоянной Планка, но некоторые из фотонов имели угловой момент с дробной величиной.

"Сейчас мы занимаемся исследованиями, направленными на выяснение того, как можно заставить обнаруженное нами явление работать на благо людей" - рассказывает Пол Истэм (Paul Eastham), один из исследователей, - "Свет, обладающий столь необычными параметрами, может использоваться в оптическом варианте реализации так называемых топологических квантовых вычислений, пока еще теоретического метода, в котором используются двухмерные квазичастицы. Кроме этого, мы сможем использовать дробное значение углового момента для увеличения полосы пропускания существующих оптоволоконных коммуникационных линий".