قام فريق من الفيزيائيين بربط الضوء في الشكل 8 وعقد الحيد.
اكتشف الباحثون ، وفقًا لورقة نُشرت في 30 يوليو في مجلة Nature Physics ، كيفية جعل موجات شعاعين من الليزر يتداخلان مع بعضهما البعض ، وفي نهاية المطاف يدوران حول بعضهما البعض بطرق قد تكون أكثر ارتباطًا بها أربطة الحذاء أو العقد على مركب شراعي.
وأوضح الباحثون في بيان مصاحب أن العقد لا يجب أن تكون مصنوعة من خيط. بدلاً من ذلك ، العقدة هي مصطلح رياضي لأي شكل في الفضاء يدور حول نفسه بطرق معينة. ومن خلال استغلال الأشكال المعقدة التي تشكلها الموجات الضوئية أثناء اهتزازها في اتجاهين (لأعلى ولأسفل ، ومن جانب إلى آخر) على طول مساراتها ، والطرق التي تتفاعل بها هذه الموجات مع بعضها البعض ، تمكنت من التسبب في عقدة حقول الضوء الكهرومغناطيسية الهواء.
وكتب الباحثون في ورقتهم أن العقد المعنية كانت واضحة بما يكفي في صور بيانات الموجة الضوئية بالنسبة لهم لتحديد الثمانيات والحلقات. كما أكدوا النتائج التي توصلوا إليها باستخدام الرياضيات نظرية نظرية عقدة.
لإنشاء العقد ، قام الباحثون بضبط حركة الموجة الصاعدة والهابطة جنبًا إلى جنب (الاستقطاب) بعناية لحزمتين ضوئيتين ، وذلك جزئيًا باستخدام تقنية لا تختلف عن تلك الموجودة في النظارات الشمسية المستقطبة. تشكلت العقدة حول "فرادى الاستقطاب" حيث تتقاطع الحزم ، والأماكن التي يكون فيها الطول الموجي من جانب إلى آخر ومن أعلى إلى أسفل متساويًا تمامًا ، وهناك عدد من الأطوال الموجية الأخرى للضوء تدور حولها. عند تلك النقاط ، انحنى الضوء بالطريقة التي أرادها الباحثون.
وقال مارك دينيس ، الفيزيائي بجامعة بريستول والمؤلف على الورق ، في البيان: "نحن جميعًا على دراية بربط العقد في المواد الملموسة مثل أربطة الحذاء أو الشريط". "مع الضوء ، تصبح الأمور أكثر تعقيدًا بعض الشيء. إنها ليست مجرد شعاع واحد يشبه الخيط معقودًا ، ولكن كل المساحة أو" الحقل "الذي تتحرك فيه."
كان دينيس والمؤلفون المشاركون معه مهتمين بالطبولوجيا ، أو بالتشكيل الرياضي المعقد لتلك المساحة. ووجدوا أن الضوء شكل فجوات أكثر عندما كان معقودًا عما كان متوقعًا ، تاركًا المساحات دون طاقة كبيرة من الحزم.
وقال الباحثون إنهم يأملون في المستقبل في تطوير عقدة ضوئية أكثر تعقيدًا. وهم يأملون أن تسرع هذه التكنولوجيا في تطوير مصادر ضوئية أكثر دقة. ولكن الآن ، بالنسبة للباحثين ، لا يزال الجزء الأكثر إثارة للاهتمام من القصة هو دراسة طوبولوجيا هذه التفردات الغريبة.
