Non capita tutti i giorni che gli scienziati siano in grado di produrre un tipo di luce completamente nuovo, ma quando lo fanno le implicazioni possono essere drammatiche. Quando nel 1992 furono scoperti fasci di luce attorcigliati che trasportavano momento angolare orbitale, i ricercatori si sono resi conto del potenziale per aumentare la velocità di trasmissione dei dati rispetto agli approcci attuali. Separatamente, nel 2005, il premio Nobel per la fisica è stato assegnato per l'invenzione del pettine di frequenza ottica, un dispositivo che crea uno spettro di frequenze equidistanti di luce non attorcigliata. Tali pettini sono diventati strumenti fondamentali per la metrologia e gli orologi atomici.

Ora, grazie alla ricerca di Alan Willner, professore di ingegneria elettrica e informatica presso la USC Viterbi e il suo dottorato di ricerca recentemente laureato. studente Zhe Zhao, possiamo aggiungere una nuova struttura a questa lista. In un articolo pubblicato su Comunicazioni sulla natura , la coppia ha mostrato come la combinazione di luce intrecciata e pettini di frequenza possa produrre una struttura della luce ancora più nuova.

Per un po 'di tempo, il laboratorio di Willner, il laboratorio di comunicazioni ottiche nel dipartimento di ingegneria elettrica Ming Hsieh, aveva studiato separatamente fasci di luce ritorti e pettini di frequenza. Questi due percorsi di ricerca erano relativamente separati nel suo laboratorio fino a quando Zhao non ha avuto una realizzazione:e se combinassimo frequenze ottiche diverse e luce distorta diversa? La combinazione di questi insieme ha portato a qualcosa di completamente nuovo.

A una data distanza, la luce può ruotare dinamicamente attorno al proprio centro e ruotare attorno a un altro asse centrale. "È analogo alla Terra che ruota sul proprio asse e allo stesso tempo ruota intorno al Sole, sperimentando contemporaneamente due forme di movimento dinamico. Questa nuova struttura della luce porta due forme di momento angolare orbitale, " ha detto Willner. "Utilizzando diverse frequenze di luce e diverse modalità di luce contorta, combinati insieme, può produrre nuove strutture dinamiche di luce."

La ricerca del team fornisce informazioni sulla nostra comprensione di base della generazione e della propagazione della luce. Questa innovazione potrebbe avere applicazioni future in campi come il rilevamento, immagini, produzione, e metrologia, ovunque si desideri che la luce abbia un nuovo movimento dinamico.

"In parole povere, attraverso questa tecnica la luce può essere adattata in modi più dettagliati e raffinati che mai, " ha affermato Zhao. I progressi nel modo in cui la luce può essere strutturata dinamicamente possono portare a importanti scoperte in una varietà di aree. La sua creazione apre le porte a una nuova serie di strumenti.

Per adesso, Willner, Zhao, e il resto del gruppo di ricerca è concentrato su quale altra luce dal design unico possono costruire da questo nuovo strumento.