МОСКВА, 17 мая – РИА Новости. Ученые из Ирландии открыли крайне необычную форму света, угловая скорость которой может меняться с шагами, вполовину меньшими минимально допустимых значений, диктуемых константой Планка, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Вопреки обыденным представлениям, частицы света движутся не только по прямой линии, но и вращаются вокруг себя, создавая электромагнитное поле, закрученное в своеобразную спираль или в хаотичную структуру. До настоящего времени физики считали, что эта скорость вращения меняется не произвольным образом – ее сдвиги должны быть кратны постоянной Планка, краеугольному камню квантовой теории, разделенной на двойное число пи.
Истхэм и его коллеги показали, что на самом деле это не так – угловая скорость движения света может меняться со значениями, кратными половине постоянной Планка. Они просчитали условия, при которых это может происходить, а затем реализовали идеи в эксперименте с реальными частицами света.
Эксперимент напоминает опыт, в ходе которого знаменитый ирландский физик Уильям Гамильтон в середине 19 века открыл, что свет, проходящий через так называемые двуосные кристаллы, превращается в набор из светлых и темных колец. Их существование продемонстрировало волновую часть природы света.
Используя подобный кристалл, особый прибор ("q-пластина"), "закручивавший" свет, и набор лазеров и линз, авторы статьи смогли измерить то, как менялась угловая скорость фотонов с течением времени. Эти измерения помогли ученым доказать, что она может меняться не только на числа, кратные постоянной Планка, но и на значения, равные половине от нее.
Открытие говорит о том, что частицы света могут вести себя не только как бозоны, переносчики фундаментальных взаимодействий, но и как фермионы – особый класс частиц с полуцелым спином, к числу которых относятся электроны и прочие лептоны. Подобное поведение, как считают ученые, продиктовано тем, что в таких случаях фотоны ведут себя как объекты в двумерном, а не трехмерном пространстве.
Истхэм и его коллеги надеются, что открытие заставит других физиков приступить к изучению свойств фотонов в таком состоянии в ближайшее время. По их словам, уже сейчас можно предположить, что данное свойство частиц света можно использовать для разработки новых технологий передачи и шифрации данных.
