کشف نوع تازه‌ای از نور توسط فیزیکدانان

فیزیکدانان نوعی نور را کشف کرده‌اند که از قوانین موجود درباره تکانه دورانی (angular momentum) پیروی نمی‌کند و می‌تواند درک ما را از پرتوهای الکترومغناطیس متحول کند و ارتباطات از طریق مخابرات نوری را سریع‌تر و ایمن‌تر سازد.

 به نقل از ScienceAlert، تکانه دورانی کمیتی برداری است که برای بیان وضعیت حرکتی سیستم‌های در حال حرکت دورانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از روش‌های اندازه‌گیری شعاع نوری از طریق تکانه دورانی آن است که میزان چرخش نور را نشان می‌دهد.

این گزارش می‌افزاید که تاکنون فرض می‌شد که در تمامی حالت‌های نور، تکانه دورانی عدد صحیحی است که مضرب ثابت پلانک است. این ثابت مقیاس تاثیرات کوانتومی را برآورد می‌کند. با این حال تحقیقات جدید نشان می‌دهد شکل جدیدی از نور جدید وجود دارد که مقدار تکانه دورانی آن نصف این مقدار است.

گروهی از دانشمندان کالج «ترینیتی» دوبلین در ایرلند نشان داده‌اند که نور می‌تواند فرمی کاملاً متفاوت داشته باشد. دانشمندان شعاع نور را از درون یک کریستال عبور دادند و سپس آن را به درون یک استوانه خالی پیچ‌مانند هدایت کردند. سپس وسیله‌ای ساختند تا تکانه دورانی را هم‌ زمانی که نور از درون کریستال عبور می‌کند و هم‌ زمانی که از کنار آن عبور می‌کند، اندازه‌گیری کند. در حالت دوم، عدد به دست‌آمده دقیقا همان‌طور که انتظار می‌رفت مضرب ثابت پلانک بود، اما در حالتی که نور از درون کریستال عبور کرد مقدار تکانه دورانی نصف شد.

یکی از محققان در این زمینه می‌گوید: «یک شعاع نوری به وسیله رنگ و طول موج و تکانه دورانی که شناخت کمتری درباره آن وجود دارد، مشخص می‌شود. تکانه دورانی نشان می‌دهد یک شیء چه مقدار در حال دوران است. یک شعاع نوری، اگرچه یک مسیر مستقیم را می‌پیماید، اما می‌تواند به دور محور خود نیز بچرخد. بنابراین، وقتی بازتاب نور از آینه به چشم انسان برخورد می‌کند، هر فوتون، چشم را مقداری جزیی می‌پیچاند».

این کشف بسیار هیجان‌انگیز است، نه تنها به خاطر اینکه یک نوع کاملاً جدید نور کشف شده است، بلکه به این دلیل که از دهه ۱۹۸۰ فیزیکدانان نظری پیش‌بینی کرده بودند که مکانیک کوانتوم امکان وجود ذراتی را به وجود خواهد آورد که اندازه تکانه دورانی آنها کمتر از میزان مورد انتظار است، موضوعی که هم‌اکنون به اثبات رسیده است.

بزرگ‌ترین تأثیر آن، جدا از تحول در درک ما از نور، این است که اطلاعاتی فراهم می‌کند که می‌تواند سرعت و امنیت را در شبکه‌های فیبر نوری افزایش دهد و ارتباطات اینترنتی سریع‌تر و ایمن‌تر را فراهم کند.

یکی دیگر از محققان در این زمینه می‌گوید: «موضوع نور همواره یکی از موارد مورد علاقه فیزیکدانان بوده است. در عین حال، یکی از موضوعاتی است که به‌طور مستند بسیار خوب درک شده است. این کشف یک نقطه عطف در فیزیک و به‌طور کلی در دنیای علم است».