世界

ノーチラスの殻のように螺旋状になる光

光学旋門のスパイラルは、Nautilusの殻を含む自然界で頻繁に見られるパターンに従います。クレジット：Capasso Lab / Harvard Seas 光渦と呼ばれるコルクスクリューのような形状に導かれる光の梁は、今日、さまざまな用途で使用されています。構造化された光の限界を押し進めて、ハーバードはジョンA.ポールソン工学および応用科学学校（海）の物理学者を応用し、新しいタイプの光渦ビームを報告します。光の動作方法は、自然に一般的なスパイラル形状に似ています。 研究者たちは、古典的なメカニックから借りて、今までにない光の渦を「光学回転」と呼び、ライトのコルク湿布のトルクが徐々にどのように変化するかを説明しました。ニュートン物理学では、「rotatum」とは、時間の経過とともにオブジェクトのトルクの変化率です。 光学旋門は、フェデリコ・カパソの研究室、応用物理学のロバート・L・ウォレス教授、海の電気工学のヴィントン・ヘイズ上級研究員であるフェデリコ・カパソの研究室で作成されました。 「これは、空間と変化を異常な方法で伝播する光学渦からなる光の新しい挙動です」とCapasso氏は述べています。 「それは、小さな物質を操作するのに潜在的に役立ちます。」この研究はに掲載されています 科学の進歩。 独特のひねりを加えて、研究者たちは、自然界で見られる数学的に認識可能なパターンで、軌道角運動量媒介性光の梁が成長することを発見しました。フィボナッチ数シーケンス（ダヴィンチコードで有名になっている）を反映して、それらの光学回転は、ノーチラスの殻、ヒマワリの種子、および木の枝に見られる対数スパイラルに伝播します。 「これはこの研究の予想外のハイライトの1つでした」と、現在はアインドホーフェン工科大学の助教授であるCapassoの研究室の元研究員であるAhmed Dorrahは述べています。 「うまくいけば、応用数学の専門家である他の人たちに、これらの光パターンをさらに研究し、彼らの普遍的な署名に関するユニークな洞察を得ることができることを願っています。」 この研究は、チームが薄型ナノ構造でエッチングされた薄いレンズである薄いレンズを使用して、その伝播経路に沿って制御された偏光と軌道角運動量を備えた光線を作成し、移動時に変化する他の構造に変換する以前の研究に基づいています。今、彼らは彼らの光に別の自由度を導入しました。そこでは、伝播するときに空間トルクを変えることができます。 「私たちはコントロールのさらに汎用性を示しており、継続的にそれを行うことができます」と、Capassoの研究室の大学院生であり、この研究の共著者であるAlfonso Palmieriは述べています。 このようなエキゾチックな光線の潜在的なユースケースには、光の異常なトルクに従って新しいタイプの力を導入することにより、懸濁液中のコロイドなどの非常に小さな粒子の制御が含まれます。また、小さなものを微小操作するための正確な光ピンセットを可能にすることもできます。 他の人は、高強度レーザーとかさばるセットアップを使用してトルクを変える光を実証していますが、ハーバードチームは単一の液晶ディスプレイと低強度ビームで彼らのものを作りました。彼らが業界互換の統合されたデバイスに回転式を作成できることを示すことにより、彼らのテクノロジーが現実になるための参入の障壁は、以前のデモよりもはるかに低くなります。 詳細： アーメド・ドラら、光の回転式、 科学の進歩 （2025）。 2：10.1126/sciadv.adr9092。 www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr9092 ハーバードジョンA.ポールソン工学学校と応用科学によって提供されました 引用：Nautilus Shell（2025、4月11日）のようなスパイラル2025年4月11日https://phys.org/news/2025-04-Spirals-nautilus-shell.htmlから取得 このドキュメントは著作権の対象となります。私的な研究や研究の目的のための公正な取引とは別に、書面による許可なしに再現される部分はありません。コンテンツは情報のみで提供されます。 #ノーチラスの殻のように螺旋状になる光