Fronte d'onda dell'impulso OAM. Credito:Skolkovo Institute of Science and Technology
Un gruppo internazionale di scienziati, tra cui il professor Skoltech Sergey Rykovov, ha trovato un modo per generare impulsi "contorti" intensi. I vortici scoperti dagli scienziati aiuteranno a studiare nuovi materiali. I risultati del loro studio sono stati pubblicati in Comunicazioni sulla natura .
È noto che le onde elettromagnetiche trasportano energia e quantità di moto ed esercitano la cosiddetta pressione leggera. Lo ha dimostrato sperimentalmente il fisico russo, Pyotr Lebedev, nel 1900. Un fatto poco noto è che le onde elettromagnetiche possono anche trasportare il momento angolare, questo è, torcere gli oggetti. Il momento angolare (capacità di torsione) può essere trasferito in due modi. Primo, un oggetto può essere irradiato da un'onda elettromagnetica polarizzata ellitticamente o circolarmente per produrre il momento di rotazione, creando l'effetto Sadovsky. Secondo, la sostanza può essere attorcigliata da onde elettromagnetiche con struttura ondulatoria "a vortice" oppure, scientificamente parlando, onde con momento angolare orbitale (OAM). Impulsi elettromagnetici visibili oa raggio IR con tale capacità sono già utilizzati nelle telecomunicazioni per aumentare la capacità di trasferimento dati delle reti in fibra ottica. La generazione di impulsi OAM intensi nella gamma UV è un compito piuttosto impegnativo che, se risolto, aprirà nuove possibilità per esplorare e sviluppare nuovi materiali alle caratteristiche scale spaziali (decine di nanometri) e temporali (centinaia di attosecondi). Tali visualizzazioni ad alta risoluzione vengono utilizzate per studiare e prevedere le proprietà dei materiali.
Gli scienziati di Skoltech in collaborazione con i ricercatori dell'Istituto di ottica e meccanica fine di Shanghai (Cina) e dell'Istituto Helmholtz di Jena (Germania) hanno proposto un modo semplice per generare brevi impulsi UV OAM intensi.
Gli scienziati hanno utilizzato i supercomputer più potenti del mondo e della Russia, compreso il supercomputer Zhores installato a Skoltech l'anno scorso, per garantire una simulazione 3D realistica dell'effetto vortice UV.
Attualmente, il team si sta preparando per l'esperimento di ricerca del vortice.
Gli scienziati sono fiduciosi che la generazione di intensi vortici UV ad attosecondi aprirà nuovi orizzonti nello studio della dinamica del movimento degli elettroni in vari materiali e materia condensata.