Ученые из Израиля и Франции научились изгибать луч света под любым углом

Ученые из Израиля и Франции заставили луч света изгибаться под любым углом без внешнего воздействия. Уникальное открытие найдет применение в самых различных областях — от промышленного производства до биофизических исследований.

Свет может распространяться прямолинейно и преломляться. Некоторые формы волн могут изгибаться самостоятельно, например, луч Эйри. Способность к самостоятельному искривлению светового луча была открыта еще в конце 1970-х годов. Увидеть эффект самостоятельного изгиба в лабораторных условиях удалось лишь в 2007 году. Команда физиков из университета центральной Флориды, получив луч Эйри, экспериментально добилась небольшого (до 8˚) изгиба.

Недавно группа специалистов из израильского института Технион нашла такие решения уравнения Максвелла, которые позволили преодолеть существовавшие прежде ограничения функции Эйри. Ученые обосновали возможность изгиба луча света под любым углом, хоть по кругу.

В то же время специалисты из университета Франш-Конте нашли начальные значения фазы, которые соответствуют решению израильских коллег, не будучи осведомленными об их достижениях. Французы с помощью устройства, называемого пространственным модулятором света, получили луч, который изгибается под углом в 60˚.

Принцип самостоятельного изгибания луча заключается в следующем. Свет — это "пучок" световых волн, каждая из которых условно имеет пик и впадину. Эти части волн могут "взаимодействовать" друг с другом. Например, если пик совпадает с впадиной, они нивелируют друг друга. Если же пики совпадают, возникает яркое пятно света.

Контролируя начальное положение фазы волны, можно заставить свет менять направление (вплоть до обратного, так получается отрицательная скорость света), устраняя "ненужные" волны и усиливая необходимые.

Открытие израильтян и французов может пригодиться в самых разных областях: в промышленности, где модификация луча обычного лазера позволит создавать не прямые, а изогнутые под нужным углом отверстия. Сложно недооценить использование способности лучей "самостоятельно изгибаться" и для так называемого оптического пинцета. Этот инструмент получил широкое применение в биофизике, так как позволяет манипулировать белками без прямого физического контакта.