Оптические вихри вокруг лазерных лучей

03.10.2016

Говард Милчберг (Howard Milchberg) из Мэрилендского университета и его коллеги описали ранее неизвестное явление - оптические вихревые поля, напоминающие кольца табачного дыма. Они возникают вокруг лучей мощных лазеров.

Луч лазера направлен из источника и путешествует по прямой, пока не столкнется с отражающей или поглощающей преградой. При особых условиях луч лазера не рассеивается, а наоборот, служит сам себе фокусирующей линзой. Именно такие лучи и создают вокруг себя колечки вихрей. Милчберг и коллеги назвали их "пространственно-временными оптическими вихрями" (STOV). Кольца движутся вдоль луча лазера со скоростью света и ограничивают поток энергии внутри себя.

Ученые убеждены, что оптические вихри смогут объяснить многие загадки физики лазеров, сформулированные в последнее десятилетие. Это не первый тип вихревых оптических явлений, которые возникают вокруг лазерного луча; так, науке хорошо известны вихри орбитального углового момента, которые движутся в направлении распространения луча лазера, совсем как вода, которая вытекает из сосуда через маленькое отверстие. Они влияют на форму луча, поэтому манипуляции с ними находят себе широкое применение в лазерной технике. Они позволяют создавать неоднородную структуру самого луча и выбирать, что попадет в него, а что нет.

Новый вид оптических вихрей может оказаться еще более полезным из-за своей динамической природы. Ученые рассчитывают с их помощью научиться манипулировать частицами, движущимися со скоростями, близкими к скорости света.

<< Назад: Флуоресцентные датчики укажут на органические загрязнители воды 03.10.2016

>> Вперед: Аэродинамический велосипед 02.10.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Скоростной вертолет SB>1 25.06.2020 Скоростной вертолет SB>1, разрабатываемый консорциумом американских корпораций Sikorsky и Boeing, разогнался до скорости более 380 километров в час (205 узлов). Теперь разработчики займутся подготовкой вертолета к испытательному полету на скорости в 463 км/ч (250 узлов). В середине января текущего года SB>1 совершил первый полет на скорости более 185 км/ч (100 узлов). Это одна из важнейших отметок при испытании новых скоростных винтокрылых машин. Позднее вертолет испытали на скорости в 240 км/ч (130 узлов) с убранным шасси. До этого вертолет выполнял все полеты с выпущенным по требованиям техники безопасности шасси. Разработка SB>1 ведется с 2015 года. В перспективном вертолете использованы наработки, полученные во время разработки и испытаний прототипов скоростных вертолетов X-2 и S-97 Raider. Масса скоростного вертолета составляет 13,6 тонны, он может развивать скорость до 250 узлов и перевозить 12 человек десанта. Машина построена по соосной схеме с хвостовым толкающим винтом. SB>1 в настоящее время участвует в тендере Министерства обороны США на разработку и поставку скоростных многоцелевых винтокрылых машин. В Армии США SB>1 в случае принятия на вооружение заменит устаревающие многоцелевые вертолеты UH-60 Black Hawk. Вертолет такого типа способен развивать скорость до 193 узлов. Конкурентом Defiant в тендере является конвертоплан V-280 Valor, разработкой которого занимается компания Bell Helicopter. Этот аппарат уже прошел расширенный этап испытаний, во время которого он совершил полет на скорости, превышающей крейсерские 280 узлов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025