Các nhà vật lý đề xuất phương pháp mới “bện xoắn” ánh sáng

Dân trí Các nhà vật lý đề xuất một phương pháp mới “bện xoắn” ba chùm ánh sáng bằng cách dẫn hướng các chùm ánh sáng này dọc theo các sai hỏng dạng xoáy (vortex-shaped defects), hình xoáy (swirling) trong môi trường quang học do đó các chùm ánh sáng dịch chuyển.

Ánh sáng được bện xoắn có đặc tính “phi Abelian” đặc biệt, có nghĩa là các pha của nó sẽ phụ thuộc vào trật tự bắt buộc trong đó các sai hỏng được quấn quanh vào nhau.

Các nhà vật lý đề xuất phương pháp mới “bện xoắn” ánh sáng - 1

Mới đây, chuyên gia vật lý Thomas Iadecola, Thomas Schuster, và Claudio Chamon thuộc trường Đại học Boston đã công bố công trình nghiên cứu về ánh sáng bện phi Abelia này trên tạp chí Physical Review Letters.

Theo giải thích của các nhà vật lý, ánh sáng được bện xoắn phi Abelian (non-Abelian braided light) là analogue quang học của một hiện tượng tương tự xuất hiện trong các hệ thống điện tử, đã được biết đến từ khoảng những năm 1980, có tên gọi là pha Berry phi Abelian (non-Abelian Berry phases), có thể tạo ra hiện tượng điện tử có các electron lan truyền qua để có được các sai hỏng topo như các luồng xoáy mà có thể quấn quanh vào nhau để tạo thành một dây bện xoắn tết chặt. Bên trong hiện tượng điện tử này, các trạng thái năng lượng bằng không (zero-energy states), được gọi là zero modes, vận chuyển các điện tích của toàn bộ điện tích electron, liên kết với các sai hỏng đã bện xoắn và hoạt động như các bộ dẫn hướng cho các điện tích truyền tải.

Nghiên cứu mới này đánh dấu lần đầu tiên các kiểu dao động bằng không (zero modes) có khả năng bện tết đã được chứng minh về mặt lý thuyết có sự tồn tại trong hệ thống quang học. Theo đó, các nhà nghiên cứu đề xuất một bộ dẫn sóng có thể điều chỉnh được trong các mô hình chứa luồng xoắn, ở nơi mà các vị trí đặc biệt của luồng xoắn bị ăn mòn trong môi trường quang hóa bằng lase femtosecond (laser femto giây). Mỗi luồng xoáy có thể “bẫy” một chùm ánh sáng, để cho ánh sáng định tuyến đường dẫn bện xoắn khi nó truyền xuyên qua môi trường.

“Ý nghĩa lớn nhất của nghiên cứu này là đã chỉ ra được sự tồn tại của các sai hỏng với bện xoắn phi Abelian trong quang học, thay vì hệ thống điện tử. Các sai hỏng này đáp ứng được nhu cầu lớn hoạt động trong luồng xoáy của hệ thống điện tử trạng thái rắn. Tuy nhiên, analogue quang học mà chúng tôi đề xuất trong nghiên cứu này có thể cung cấp hướng đi mới đối với quan sát các bện xoắn phi Abelian. Ưu điểm của hệ thống quang học này là chúng có mức độ chức năng dò tìm cao, cho phép một hệ thống nào đó điều chỉnh chính xác các đường đi của các sai hỏng trong khi bện xoắn”.

Trong cả hệ thống điện tử và hệ thống quang học, đặc tính phi Abelian của quá trình bện xoắn có nghĩa là tạo các bện xoắn như nhau trong theo một phạm vi trật tự khác nhau. Đặc tính phi Abelian bắt nguồn từ cấu trúc liên kết đã bện xoắn của các zero modes, và khác biệt với hầu hết các quá trình xử lý mà điện tích hoặc ánh sáng dẫn hướng, điều này không phụ thuộc vào sự sắp xếp các bước trong quá trình xử lý.

Theo Iadecola cho biết: “Thực tế là ánh sáng bện xoắn “hành xử” theo cách phi Abelian này rất thú vị bởi vì nó tạo thành một biểu hiện sống động của quang học trong vật lý. Các luồng xoáy sử dụng để “bẫy” ánh sáng và bện xoắn ánh sáng là các sai hỏng topo trong các mô hình trật tự của mạng dẫn sóng. Chúng tôi tin rằng nó có thể sử dụng các mạng dẫn hướng topo trong các phần tử mạch quang học. Đây là một hướng nghiên cứu mà chúng tôi đang quan tâm theo đuổi. Chúng tôi dự định làm việc với các nhà thực nghiệm trong lĩnh vực quang học dẫn sóng để tiến hành thử nghiệm lắp đặt phiên bản thí nghiệm chúng tôi đề xuất. Chúng tôi cũng muốn xác định các nền hệ thống quang học khác để có thể hỗ trợ các kiểu dẫn hướng topo mà chúng tôi đang nghiên cứu”.

P.T.T-NASATI (Theo Phys)

MỚI NHẤT
Proxima b: 7 câu hỏi lớn về hành tinh mới ở ngay cạnh chúng ta
Proxima b: 7 câu hỏi lớn về hành tinh mới ở ngay cạnh chúng ta

(Dân trí) - Với vị trí nằm trong hệ sao gần với chúng ta nhất, và có khả năng duy trì sự sống, Proxima b là ngoại hành tinh thú vị nhất được tìm thấy từ trước đến nay.

Chủ nhật, 28/08/2016 - 07:02

Hiện tượng thú vị khi úp ngược hai cốc nước
Hiện tượng thú vị khi úp ngược hai cốc nước

(Dân trí) - Có hai cốc nước nóng và lạnh, cốc nước nóng cho thêm một ít thuốc tím. Điều gì sẽ xảy ra khi cho úp ngược chiếc cốc nước thuốc tím trên miệng chiếc cốc nước lạnh và thực hiện ngược lại cốc nước lạnh úp ngược trên cốc nước thuốc tím? Hãy theo dõi clip để biết thêm về một hiện tượng vật lý nhé.

Thứ bảy, 27/08/2016 - 01:43

Các vệt tối trên sao Hỏa có chứa nước
Các vệt tối trên sao Hỏa có chứa nước

(Dân trí) - Theo một phân tích dữ liệu từ tàu Mars Odyssey của NASA, các vệt tối được xác định ở hàng chục vị trí trên bề mặt sao Hỏa dường như có chứa nước, mặc dù không nhiều lắm.

Thứ bảy, 27/08/2016 - 09:21

Mải kiếm ăn, báo suýt trở thành mồi ngon của sư tử
Mải kiếm ăn, báo suýt trở thành mồi ngon của sư tử

(Dân trí) - Đoạn clip ghi lại khoảnh khắc khá ấn tượng khi một con báo châu Phi đang chuẩn bị tận hưởng “chiến lợi phẩm” sau cuộc đi săn đã suýt trở thành miếng mồi ngon của sư tử...

Thứ bảy, 27/08/2016 - 07:18

Anh: Phần lớn các chất thải bị từ chối tái chế
Anh: Phần lớn các chất thải bị từ chối tái chế

(Dân trí) - Thông tin của BBC thấy rằng Anh đã không thể tái chế 338.000 tấn chất thải trong năm 2014-2015. Trong khi các hội nói rằng họ đang cố gắng ngăn chặn việc mọi người vứt sai phế thải vào các thùng rác, chi phí cho những chính quyền địa phương để phân loại lại các thùng rác bị coi là ô nhiễm được xem là lý do chính của việc phần lớn các chất thải bị từ chối tái chế.

Thứ bảy, 27/08/2016 - 07:14

Ứng dụng phẫu thuật nội soi trong điều trị một số bệnh lồng ngực phức tạp
Ứng dụng phẫu thuật nội soi trong điều trị một số bệnh lồng ngực phức tạp

(Dân trí) - Nhóm nghiên cứu do GS.TS. Nguyễn Thanh Liêm, Bệnh viện Nhi TW, đã nghiên cứu thành công ứng dụng phẫu thuật nội soi trong điều trị một số bệnh lồng ngực phức tạp ở trẻ em nhằm mục tiêu xây dựng thành công quy trình phẫu thuật nội soi lồng ngực, gây mê và hồi sức điều trị thoát vị cơ hoành bẩm sinh, di tật teo thực quản bẩm sinh, còn ống mạch và cắt thùy phổi ở trẻ em. Đánh giá và ứng dụng quy trình đã xây dựng trên người bệnh.

Thứ bảy, 27/08/2016 - 07:04

Thiết kế thành công một hệ thống điện toán mô phỏng não người
Thiết kế thành công một hệ thống điện toán mô phỏng não người

(Dân trí) - Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã thiết kế thành công một hệ thống điện toán mô phỏng não người để “bắt chước” các dây thần kinh có chọn lọc này bằng cách sử dụng các tế bào thần kinh có thể điều chỉnh cấp độ nhân tạo để phản ứng ưu tiên với các dạng kích thích cụ thể.

Thứ bảy, 27/08/2016 - 06:20

Kinh hãi khoảnh khắc trăn tham ăn nôn cả con linh dương ra ngoài
Kinh hãi khoảnh khắc trăn tham ăn nôn cả con linh dương ra ngoài

(Dân trí) - Người dân tại một ngôi làng ở thành phố Gorakhpur (Ấn Độ) đã rất kinh hãi khi chứng kiến cảnh tượng một con trăn cỡ “khủng” nôn ra cả một con linh dương lớn do không thể nuốt trọn con mồi.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 04:45

Chú hải âu thông minh lừa người đàn ông để được cho đồ ăn miễn phí
Chú hải âu thông minh lừa người đàn ông để được cho đồ ăn miễn phí

(Dân trí) - Nhìn thì có vẻ như chú hải âu đang chơi cùng với người đàn ông khi anh ta giấu đồ ăn dưới một trong ba chiếc cốc và cố lừa chú hải âu về chiếc cốc có chứa đồ ăn. Tuy nhiên anh ta lại không hề biết rằng chim hải âu không hề quan tâm tới trò chơi ngớ ngẩn này, nó không chơi mà đang hoàn toàn kiểm soát quá trình.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 01:56

Phát hiện cách sắp xếp của nguyên tử trong các loại vật liệu
Phát hiện cách sắp xếp của nguyên tử trong các loại vật liệu

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu đến từ đại học North California, viện Tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia (NIST) và phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge (ORNL) đã tìm ra cách tiếp cận tuyệt vời để nghiên cứu đặc tính của các loại vật liệu, sử dụng các nghiên cứu số liệu Bayesian để tìm các hướng nhìn mới về cấu trúc của các loại vật liệu.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 10:55

Khoa học vui:Tuyệt chiêu làm nam châm điện bằng các vật dụng đơn giản
Khoa học vui:Tuyệt chiêu làm nam châm điện bằng các vật dụng đơn giản

(Dân trí) - Chỉ với các vật dụng đơn giản như chiếc bu lông, cuộn dây đồng và cục pin thì liệu bạn có thể làm được một chiếc nam châm? Hãy xem clip để biết đáp án nhé.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 10:49

Cái kết bất ngờ về cuộc chiến rắn hổ mang và cầy mangut
Cái kết bất ngờ về cuộc chiến rắn hổ mang và cầy mangut

(Dân trí) - Làm thế nào để một con cầy mangut có thể đương đầu với một con rắn hổ mang? Bạn có thể sẽ ngạc nhiên với kết quả của cuộc chiến này.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 10:25

ĐÁNG QUAN TÂM
Con người có thể tiếp cận Trái Đất phiên bản 2.0 bằng cách nào?
Con người có thể tiếp cận Trái Đất phiên bản 2.0 bằng cách nào?

(Dân trí) - Một hành tinh giống Trái Đất mới được tìm thấy có quỹ đạo quay quanh một ngôi sao nằm ngay cạnh mặt trời. Liệu con người có nên gửi một con tàu thăm dò tới đó càng sớm càng tốt?

Thứ sáu, 26/08/2016 - 06:55

Ra mắt phòng LAB hiện đại về công nghệ thông tin cho sinh viên tại Huế
Ra mắt phòng LAB hiện đại về công nghệ thông tin cho sinh viên tại Huế

(Dân trí) - Ngày 25/8 tại TP Huế, trường Cao đẳng Công nghiệp Huế (Bộ Công thương) vừa làm lễ ký kết hợp tác triển khai phòng LAB mạng trên nền công nghệ DrayTek tại trường giành cho các sinh viên công nghệ thông tin, viễn thông có thêm nhiều phương tiện học tập hiện đại.

Thứ sáu, 26/08/2016 - 05:25

Tìm thấy Trái Đất phiên bản 2.0 có thể phù hợp với sự sống
Tìm thấy Trái Đất phiên bản 2.0 có thể phù hợp với sự sống

(Dân trí) - Các nhà khoa học đã tìm thấy Trái Đất phiên bản 2.0 có thể phù hợp với sự sống và có khoảng cách đủ gần để thực hiện các nhiệm vụ không gian ở đó. Hành tinh đá có thể có người ngoài hành tinh đang sinh sống này chỉ cách Trái Đất 4 năm ánh sáng, có nghĩa là người Trái Đất có thể đến đó trong một tương lai không xa.

Thứ năm, 25/08/2016 - 12:04

Tác hại của việc thông tin sai sự thật trên Facebook
Tác hại của việc thông tin sai sự thật trên Facebook

(Dân trí) - Nghiên cứu mới đây cho thấy những người nào đưa thông tin sai sự thật lên mạng xã hội facebook thì những người đó tự chuốc họa vào thân, làm cho mức độ căng thẳng của họ ngày càng tăng.

Thứ năm, 25/08/2016 - 09:11

Màn ảo thuật độc đáo giữa chai nước và chiếc ống hút
Màn ảo thuật độc đáo giữa chai nước và chiếc ống hút

(Dân trí) - Chỉ với một chai nước và chiếc ống hút là có thể tạo ra một màn ảo thuật vô cùng thú vị. Chúng ta hoàn toàn có thể điều khiển được chiếc ống hút di chuyển lên xuống trong chai nước theo ý của mình. Hiện tượng gì đã xảy ra và thủ thuật ở đây là gì? Hãy cùng xem clip để biết câu trả lời.

Thứ năm, 25/08/2016 - 04:32

Nấm tái chế pin lithium-ion có thể sạc lại
Nấm tái chế pin lithium-ion có thể sạc lại

(Dân trí) - Các nhà khoa học tại trường Đại học South Florida đã chuyển sang sử dụng nấm trong tự nhiên để thực hiện quy trình tái chế thân thiện với môi trường nhằm khai thác coban và lithium từ hàng chục tấn pin thải.

Thứ năm, 25/08/2016 - 04:20

Sữa sẽ thay thế nhựa dẻo để trở thành màng bọc thực phẩm?
Sữa sẽ thay thế nhựa dẻo để trở thành màng bọc thực phẩm?

(Dân trí) - Hầu hết các bao bì nhựa sử dụng trong cửa hàng tạp hóa đều có thể tái chế, từ bao bì đựng trứng cho tới bình sữa, hộp bơ. Nhưng lớp màng nhựa mỏng bọc xung quanh miếng pho-mai hoặc thịt thì sao?

Thứ năm, 25/08/2016 - 04:01

Các nhà khoa học Úc lập kỷ lục thế giới về hiệu suất năng lượng mặt trời
Các nhà khoa học Úc lập kỷ lục thế giới về hiệu suất năng lượng mặt trời

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học quốc gia ÚC (ANU) đã lập kỷ lục thế giới về hiệu suất của chảo nhiệt mặt trời sản sinh hơi nước, có thể được sử dụng cho các nhà máy điện.

Thứ năm, 25/08/2016 - 02:59

Đàn voi chung sức để giải cứu voi con bị mắc kẹt
Đàn voi chung sức để giải cứu voi con bị mắc kẹt

(Dân trí) - Một khoảnh khắc khá ấn tượng được ghi lại trong thế giới tự nhiên khi cả đàn voi đã chung sức với nhau và sử dụng nhiều biện pháp để giúp một chú voi con bị mắc kẹt dưới nước được lên bờ an toàn.

Thứ tư, 24/08/2016 - 04:47

Phương pháp mới trong điều trị chứng suy tuyến thượng thận
Phương pháp mới trong điều trị chứng suy tuyến thượng thận

(Dân trí) - Các nhà khoa học Anh vừa nghiên cứu thành công một liệu pháp cải tiến giúp điều trị hiệu quả chứng suy tuyến thượng thận - chứng bệnh vốn được đặc trưng bởi sự giảm sản xuất hay thiếu hụt mạn tính corticosteroid - một hormon loại steroids trong cơ thể.

Thứ tư, 24/08/2016 - 03:24

Nhiều động vật ở đại dương tồn tại nhờ có cách ngụy trang
Nhiều động vật ở đại dương tồn tại nhờ có cách ngụy trang

(Dân trí) - Trong cuộc chiến sinh tồn ở giữa đại dương mênh mông, không có chỗ nào để ẩn nấp, một số lòai cá có “mẹo” dùng lớp vảy bạc của mình - như cá như cá trích, cá mòi, cá thu và cá ngừ - có tác dụng như những tấm gương phản chiếu ánh sáng làm cho những con vật săn mồi không nhìn thấy đối tượng, tạo cơ hội cho chúng trà trộn vào môi trường xung quanh.

Thứ tư, 24/08/2016 - 09:39

NASA đã tái lập liên lạc lại với tàu vũ trụ quan sát mặt trời sau gần hai năm im lặng
NASA đã tái lập liên lạc lại với tàu vũ trụ quan sát mặt trời sau gần hai năm im lặng

(Dân trí) - NASA cho biết, sau hơn 22 tháng bị mất liên lạc, tàu vũ trụ STEREO - B bất ngờ phát tín hiệu trở lại lúc 10h27’ giờ GMT ngày 21/8. Các tín hiệu gửi xuống đã được theo dõi trong vài giờ để xác định động thái của con tàu này, sau đó máy phát điện áp cao đã được hỗ trợ để tiết kiệm pin.

Thứ tư, 24/08/2016 - 05:44