სიახლეები
ტოროიდული გრიგალები არიან სპეციფიკური რგოლური სტრუქტურები სითხეებსა და აირებში, რომლებიც გადაადგილდებიან რგოლის სიბრტყის პერპენდიკულარული მიმართულებით. ისინი ბუნებაში გვხვდებიან სხვადასხვა ტიპის ნაკადებში, მაგალითად, ადამიანის გულში, წყალქვეშა ჰაერის ბუშტებში და ვულკანურ ამოფრქვევებში. თამბაქოს მწეველები სპეციალურ შეჯიბრებასაც კი აწყობენ ჰაერში კვამლის რგოლების გაშვებაში.
2022 წლის 2 ივნისს ჟურნალმა Nature Photonics გამოაქვეყნა შანხაის და დეიტონის უნივერსიტეტების მკვლევართა ჯგუფის სტატია, რომელიც ეძღვნება მაქსველის განტოლებების ახალ ამონახსნს, ფოტონურ ტოროიდულ გრიგალებს და მათ ექსპერიმენტულ დაკვირვებას.
2016 წელს მკვლევართა სხვა ჯგუფმა აღმოაჩინა, რომ სპეციალურ პირობებში, სინათლის ძლიერი იმპულსები, რომლებიც მიმართულია ცენტრალური მილის ფორმის იმპულსის გარშემო, ზოგჯერ შეიძლება ჩამოყალიბდეს ტოროიდულ (დონატის ფორმის) გრიგალად. მკვლევარებმა დაიწყეს ფიქრი, შეიძლებოდა თუ არა ასეთი გრიგალური რგოლების შექმნის პროცესის მართვა.
მეცნიერებმა კვლევა დაიწყეს თვისებებისა და პირობების შესწავლით. საბოლოოდ მივიდნენ იმ შედეგამდე, რაც 2016 წელს უკვე მიღებული იყო და გამოიყენეს მათემატიკა პრობლემის გადასაჭრელად. კერძოდ მიიღეს მაქსველის განტოლებების ახალი ტოროიდული ამონახსნი. მიღებული შედეგი აჩვენებდა, თუ როგორ შეიძლებოდა სინათლის რგოლების ფორმირება.
მკვლევარებმა შექმნეს ხელსაწყო, რომელიც საჭირო იყო მათემატიკური ამოხსნების რეალურ რქსპერიმენტში განსახორციელებლად. მათ დაიწყეს სტანდარტული ლაზერის მოდიფიკაცია, რათა მიეღოთ განსაზღვრული ტიპის იმპულსები. დაამატეს სარკეები, ლინზები, ბადეები და სპეციალური ტიპის თხევადკრისტალური ეკრანები იმპულსების გასავლელად. ყოველი მათგანი თავისებურად ზემოქმედებდა სხივებზე.
მკვლევარები აღნიშნავენ, რომ სისტემამ თავდაპირველი სინათლის იმპულსები გარდაქმნა გრძელ, ვიწრო ფორმებად, რამაც სხივის სხვადასხვა ნაწილებს მისცა საშუალება ებრუნათ. ანუ სინათლის ნაკადს გაუჩნდა კირალური ფაზა, რომელიც ბრუნავდა შეკრული მარყუჟის გარშემო და იწვევდა ლოკალური ორბიტალური კუთხური იმპულსის აზიმუტალური სიმკვრივის გაჩენას. მას შემდეგ, რაც სისტემაში გაიარა სხვა იმპულსმა, მბრუნავი სინათლე გაერთიანდა, როგორც ქარი ტორნადოში და ჩამოაყალიბა რგოლი.
მეცნიერები გეგმავენ გააგრძელონ თავიანთი კვლევები. ისინი იმედოვნებენ, რომ მათი შედეგები შეიძლება გამოდგეს ტოროიდული გრიგალების ქცევის შესასწავლად სხვა დისციპლინებში და მნიშვნელოვანი გამოყენება ჰპოვოს ოპტიკურ მანიპულატორებში, ფოტონიკურ სიმეტრიასა და ტოპოლოგიაში და კვანტური ინფორმაციის სფეროში.
