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研究人员研究围绕光起源的概念

光以光粒子,光子或电磁场波的形式以每秒约3亿米的速度传播。 R.K. Hrvoje Petek领导的实验梅隆大学物理与天文学系教授研究了围绕光起源的观点,拍摄了光的快照,使光停止并利用光来改变物质的性质。

Petek与学生和合作者合作,进行了实验,其中包括台湾国立清华大学的Chen-Bin(Robin)教授和日本筑波大学的久保淳史。他们的发现报告在论文中, "纳米级和飞秒级的等离子拓扑准粒子," 发表在12月24日的 性质 杂志。

Petek感谢研究生Yanan Dai的远见卓识和在此过程中的工作。

"然而,这项研究的不足之处在于,执行实验并提供了理论模型的亚南证明了他受过教育,远远超出了他的教授's级,可以清晰地解释纳米毫微微拓扑的性质和光场的相互作用," 他说。

该小组进行了超快速显微镜实验,在其中捕获了20 fs(2x10-14 s)持续时间的绿光脉冲作为复合光电子密度波动波,即表面等离激元极化子,并以一定速度将其传播成像在银表面的光。但是他们这样做是为了使光波从两侧汇聚在一起,形成一个光涡旋,在那里光波像旋风一样绕着固定的共同核心循环。他们可以通过对两个光子聚集在一起导致从表面发射的电子进行成像来生成电影,讲述光波如何在纳米级(10-9 m)波长范围内搅动。

用电子显微镜收集所有这些电子,形成光通过的图像,从而使研究人员可以拍摄其快照。当然,如果没有什么比光快,一个人就无法拍摄快照,但是通过发送两个光脉冲,其时间间隔以10-16 s的步长前进,它们就可以成像光波如何汇聚在一起,从而引起它们的联合振幅上升和下降。落在空间的固定点上,在纳米(10-9 m)-毫微微(10-15 s)尺度上形成一个轻旋涡。

当您将红色或绿色激光指示器照到粗糙的表面并看到斑点反射时,就会形成这种光涡流,但它们也具有宇宙学意义。光涡旋场可能会导致固态材料中量子力学相序的跃迁,从而使转换后的材料结构及其镜像无法叠加。换句话说,涡旋旋转的感觉会产生两种在拓扑上截然不同的材料。

佩特克说,这种拓扑相变是物理学研究的先驱,因为它们被认为是宇宙结构某些方面的原因。

"甚至包括光在内的自然力量也被认为是作为原始场的对称破坏转变而出现的。因此,在实验中记录光场和等离子体激元涡旋的能力为在实验室规模下对凝聚态物质中相关的光引发相变进行超快速显微镜研究提供了途径," 他说。

资源: //www.pitt.edu/

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