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È stata scoperta una nuova proprietà della luce

02.07.2019

Scienziati spagnoli e statunitensi hanno scoperto una nuova proprietà della luce che non era nemmeno prevista prima. Hanno ricevuto un raggio di luce con una rotazione variabile nel tempo. La nuova proprietà è chiamata coppia intrinseca.

Il fatto che la luce possa attorcigliarsi è stato scoperto nel 1995. In questo caso, l'onda luminosa è simile a un cavatappi, attorcigliato attorno alla direzione di propagazione. Tale raggio di luce è anche chiamato vortice. I fisici dicono che ha momento angolare orbitale. Questa proprietà della luce ha trovato applicazioni nelle comunicazioni ottiche, nella microscopia, nell'ottica quantistica e nella manipolazione delle microparticelle. Tuttavia, tutti i raggi di vortice ricevuti fino a questo punto erano statici, cioè non cambiavano nel tempo.

Gli autori di questo lavoro hanno ottenuto un fascio di luce con una svolta che cambia nel tempo. Lo hanno paragonato a un vortice che accelera la rotazione. Ancora più importante, il cambiamento nella rotazione non era dovuto ad alcun effetto sulla luce. Ha cambiato lui stesso la velocità di rotazione, senza un aiuto esterno.

Nell'esperimento, i ricercatori hanno fatto passare impulsi di luce vorticosa sovrapposti da due laser ultravioletti attraverso una nuvola di gas argon. Come risultato dell'interazione, all'uscita dalla nuvola è stato ottenuto un raggio di vortice combinato. Si è scoperto che se gli impulsi hanno un momento orbitale diverso e un piccolo ritardo l'uno rispetto all'altro, il raggio di uscita ha una rotazione variabile nel tempo, che può essere controllata modificando il tempo di ritardo. L'intensità di questo raggio in sezione trasversale ha la forma di una mezzaluna.

A valori elevati della quantità di moto orbitale degli impulsi incidenti, il tempo di variazione della quantità di moto orbitale del raggio risultante è molto inferiore alla lunghezza dell'impulso e ha una scala di femtosecondi (10^-15 s). In futuro, tali fasci di vortice potranno essere utilizzati per il controllo ultraveloce di nanostrutture e atomi. Forse apriranno nuove direzioni per l'uso della luce nelle comunicazioni ottiche e nell'ottica quantistica.

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