Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Голограмма, изображающая завязанные в узел оптические вихри.(Images: University of Bristol)

Свет, завязанный в узлы

Ключевые слова:  оптические вихри

Опубликовал(а):  Клюев Павел Геннадиевич

01 февраля 2010

BRISTOL, GLASGOW & SOUTHAMPTON, UK, Jan. 18, 2010 – Благодаря теории узлов - разделу абстрактной математики, связанному с исследованием явлений "заузливания" и зацепливания, созданы специальные голограммы, демонстрирующие возможность «завязать свет в узел».

Удивительное – завязать свет в узел – стало реальностью благодаря группе ученых из университетов Бристоля, Глазго и Саусэмптона (Bristol, Glasgow и Southampton). Контролируемый таким образом свет, может найти свое применение в лазерной технологии в различных областях техники. «В лазерном луче поток света подобен потоку воды в реке. И хотя обычно луч распространяется по прямой линии – например из лазерной указки в воздухе – иногда можно добиться искривления траектории в пространстве, называемого оптическими вихрями, - говорит д-р Марк Денис (Dr. Mark Dennis) из Университета Бристоля (the University of Bristol), - вдоль этих линий, или оптических вихрей, интенсивность света равна нулю». {Примечание переводчика – фактически – это фазовая дислокация или сингулярность, с неопределенным значением фазы и бегущая вдоль оси светового пучка; оптические вихри имеют сходство с известными в физике твердого тела двумерными дефектами кристаллической решетки - винтовыми дислокациями. Наиболее часто волновые дислокации волнового фронта лазерных пучков, обусловливающие вихревую структуру светового поля, наблюдаются при распространении излучения через оптические элементы и передающие среды со случайными неоднородностями показателя преломления. Так, волновые дислокации могут быть зарегистрированы на волновом фронте в результате прохождения достаточно больших расстояний в атмосфере. В последнем случае возникновение оптических неоднородностей связано с развитием турбулентных образований в приземном слое атмосферы, происходящим из-за наличия температурных градиентов и конвективных потоков. Под влиянием флуктуаций показателя преломления вдоль трассы в световой волне возникают изменения фазы, связанные с ускорением или замедлением скорости распространения различных участков волнового фронта. Возмущения эквифазной поверхности вызывают отклонение локальных нормалей к волновому фронту от первоначального направления распространения волны. Если изгибы эквифазной поверхности значительны, то нормали пересекаются, вызывая интерференцию различных участков волнового фронта в плоскости наблюдения. Интерференция, в свою очередь, приводит к глубокой хаотической модуляции распределения амплитуды и фазы, в результате которой распределение интенсивности приобретает вид многочисленных, хаотически расположенных и имеющих неправильную форму световых пятен - спеклов. При этом будут возникать предпосылки для возникновения на границах между спеклами точек с нулевым значением амплитуды, вокруг которых будет происходить завихрение светового поля [1]}.

Оптические вихри можно смоделировать с помощью компьютерной голограммы. Команда ученых создала голограммы используя теорию узлов – раздел абстрактной математики, изучающий явления заузливания и зацепливания. Используя эти голограммы удалось создать узлы в оптических вихрях. Профессор Майлз Раджет (Miles Padgett) из Университета Глазго (Glasgow University), который руководил проектом, заявил, что сложная голограмма, созданная специально для демонстрации завязанного в узел света, говорит об упреждающей регулировке света, что несомненно будет использовано в дальнейших разработках лазерных устройств.

«Изучение завязанных в узел вихрей началось благодаря работам лорда Кельвина (Lord Kelvin), изучавшего в 1867 году атом, - добавляет Денис, который начал заниматься оптическими вихрями под руководством профессора Сэра Майкла Бери (Sir Michael Berry) в Университете Бристоля (Bristol University) в 2000 году, - эта работа открывает новую страницу в той истории».

Работа "Isolated optical vortex knots," авторов Mark R. Dennis (a Royal Society research fellow), Robert P. King, Barry Jack, Kevin O'Holleran and Miles J. Padgett была опубликована онлайн 17 января в журнале Nature Physics.

Ссылки на используемые источники:

[1]-Оптические вихри, П.В.Короленко, МГУ им.М.В.Ломоносова, 1998, www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/575.html




Комментарии
Интересно. Из текста публикации не совсем ясно о какой голограмме идет речь. О моделирующей оптические вихри компьютерной голограмме или о физической голограмме. Очень хотел бы узнать подробнее что такое компьютерная голограмма. Если кто знает ,то подскажите где можно ознакомиться.
Клюев Павел Геннадиевич, 04 февраля 2010 00:32 
как я сам понял, этот эксперимент сначала был проделан на компьютере, затем они его воплотили в жизнь уже с помощью реальной голограммы, возможно идет речь о компьютерно-синтезированных голограммах, которые представляют собой тонкие стеклянные пластинки, одна из сторон которых имеет рельеф с поперечными размерами и глубиной в доли микрона. Посмотрите http://www.s...html?9+63+1
вот если бы кто-то дал полнотекстовый вариант доклада))) а для этого требуется так сказать членский билет Nature, ведь "Isolated optical vortex knots" размещена именно на их сайте
но будем искать. очень интересная тема
Павел Геннадиевич
Спасибо. Нашел, прочитал, кое-что понял.
Клюев Павел Геннадиевич, 04 февраля 2010 16:52 
ооо Павел Геннадиевич))) как то непривычно звучит для студента 3 курса но видно придется привыкать)))
Клюев Павел Геннадиевич, 10 февраля 2010 23:51 
От кого:Mark Dennis <mark.dennis@bristol.ac.uk>
Кому: paul_klyuyev@mail.ru
Копии: Cherry Lewis <cherry.lewis@bristol.ac.uk>
Дата: 08 Фев 2010 08:40:24
Тема: Fwd: (fwd)

Dear Pavel,

Cherry Lewis forwarded to me your message. The paper includes description of experiments as well as theoretical simulation. The figures that were used in the press were theoretical computations of the field. The experiments looked similar, although the curves were not as smooth due to experimental imperfections (e.g. pixellation in hologram). I hope this answers your question.

Regards,

Dr Mark Dennis

From: Cherry Lewis <Cherry.lewis@bristol.ac.uk>
Date: 4 February 2010 04:59:28 EST
To: Mark Dennis <mark.dennis@bristol.ac.uk>
Subject: (fwd)



---------- Forwarded Message ----------
Date: 03 February 2010 23:17 +0200
From: Pavel Klyuyev <paul_klyuyev@mail.ru>
To: cherry.lewis@bristol.ac.uk
Subject:
Kharkiw, 3.02.2010
Mr Cherry Lewis!
I would be very glad if you find some time to read this letter and reply on it.
I read an abstract of an article "LIGHT TIGHT AT KNOTS" and haven't understand whether tis experiment was aleady implemented in life or it was just a computer modelling, and if these holograms were real or just simulated. If you could please give me feedback, or the email adress of the authors. If it's possible.
Best wishes,
Pavel Klyuyev



---------- End Forwarded Message ----------

--
---------------------------------
Dr Cherry Lewis
Research Communications Manager
Public Relations Office
University of Bristol
Senate House
Tyndall Ave
Bristol BS8 1TH

Direct line: 0117 928 8086
Email: cherry.lewis@bristol.ac.uk
---------------------------------
Interested in research?
Visit http://www.b...archreview/

Need an expert? Find one at:
www.bris.ac.uk/media/experts
Клюев Павел Геннадиевич, 10 февраля 2010 23:52 
как видите, они назвали это компьютерным моделированием полей...
Павел Генадьевич,еще раз спасибо.
А может попробуем обсудить более подробно следующее. Что стоит за описательно- расчетной моделью - "волновой фронт"?Что это такое с Вашей точки зрения?
mishasmelov, 23 мая 2010 21:18 
Впервые в мире теоретически и экспериментально исследовал заузленные электромагнитные поля в виде электмагнитных солитонов вакуума Смелов Михаил Васильевич, ведущий научный сотрудник ФГУП ЦНИИ "Комета", Москва. Смотри: Смелов М.В. Приемопередатчик электромагнитных солитонов. М.: МГУ// Физическая Мысль России. №2. 1998. С. 31. и др. (подробности см. yandex.ru смелов м.в.)

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Денатурация
Денатурация

Опубликован механизм знаменитой реакции Зелинского. Получение бензола из ацетилена с помощью автокаталитического каскада на углеродных наночастицах
Российские исследователи показали, что карбеновые центры на зигзагообразных краях графеновых структур могут представлять собой альтернативную платформу для создания эффективных каталитических систем. В частности впервые был представлен механизм реакции Зелинского: тримеризации ацетилена с образованием такого важного продукта как бензол.

Подводятся итоги творческого конкурса «ЮниКвант»
На конкурс «ЮниКвант» для участия в профильной смене по био- и нанотехнологиям в ВДЦ «Океан» поступило более 100 заявок.

Круги на нано-полях
Тысяча SEM-микрофотографий иллюстрируют эффект упорядочивания наночастиц палладия на углеродной подложке. В журнале Scientific Data опубликована новая статья Ananikovlab.ru, в которой визуализируется и обсуждается этот уникальный эффект упорядочения.

2019-nCoV: очередной коронованный убийца?
Анна Петренко
В статье рассказывается о коронавирусе 2019-nCoV — что мы знаем сегодня. А ведущие международные научные издательства предоставляют бесплатный доступ к новым статьям, посвященных изучению коронавируса

Дышать свободно: как воздухоочистители борются с вирусами
Ростех
В перечне помощников в борьбе с вирусом COVID-2019 – также воздухоочистители. Речь идет о системах очистки воздуха, которые работают на основе фотокатализа. Их фильтры способны справиться с 99% бактерий и вирусов, в том числе могут стать действенным способом борьбы со злополучным COVID-2019.

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2020 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.