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光的一种新的形式:角动量  

2016-06-11 15:47:41|  分类: 纳米技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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当谈到人类对光的认识,这可能尚处于黑暗的未知中。

爱尔兰都柏林三一学院的研究人员称,他们发现了光的一种新的形式,将会影响我们理解光的本质,这一发现4月29日发表于科学期刊Science Advances上。据了解,这将改变我们对光的一项关键特性——角动量的已有认识。

2016年05月28日 - 舜筌 - 微尘舜筌
 
       角动量描述光绕其轴的旋转。直到现在,研究人员相信角动量总是普朗克常数的倍数。而对于这种新形式的光,光子以刚好为普朗克常数一半的值的角动量为特征。这听起来差别很小,但研究人员表示,这一发现意义重大。
2016年05月28日 - 舜筌 - 微尘舜筌

 轨道角动量和波阵面(wavefront)相关。通常记普朗克常数为h,计算单个光子的轨道角动量时,表达式为L=m?,其中?=h/(2π)

都柏林三一学院物理学院教授约翰·多尼根(John Donegan)在新闻发布会中解释说:“尽管一束光在一条直线上旅行,但它也能绕自己的轴旋转,因此当早晨光从镜子击中你的眼睛时,每一个光子以这种或那种方式稍微扭曲你的眼睛”。

研究人员让光经过特殊的晶体来创造一束具有空心、螺旋状结构的光,根据量子力学的理论,他们的发现,光子的角动量被减少到普朗克常数的一个半整数。

研究团队随后设计了一个测量这个光束通过晶体时角动量的装置。正如他们所预料,他们发现了由量子效应引起的光子流的转移。

三一学院的物理学助理教授保罗·伊斯特汉(Paul Eastham)称:“我想这是一个如此令人兴奋的结果,甚至连光的基本属性,这个被认为不可改变的物理性质,也是可以改变的”。不过他还强调这项科学尚处于早期阶段,下一步是探索如何将其应用到日常领域。

多尼根表示,他们的发现将会真正影响安全光通信等领域的研究。这些新发现的光子的性质难以破解,这意味着它们提供的数据没有如此高的被第三方窥探的威胁,可用于光纤来提高速度和安全性。

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