Учені вперше змогли закрутити промінь світла в стрічку Мебіуса

Міжнародний колектив вчених зміг виконати цей трюк, використовуючи одну з найбільш неподатливих для "згортання" форм матерії - електромагнітне випромінювання у вигляді хвиль світла.

Європейські та американські фізики створили "світловий" аналог знаменитої стрічки Мебіуса - математичного об'єкта, що має одну поверхню і одну грань, що в перспективі можна використовувати для виробництва екзотичних метаматеріалів та унікальних фільтрів, які пропускають тільки певні молекули, йдеться в статті, опублікованій в журналі Science.

Структури на зразок стрічки Мебіуса, яку найпростіше виготовити зі смуги паперу, скрутивши її на 180 градусів і склеївши кінці, дуже часто зустрічаються в природі, проте виготовляти їх на молекулярному рівні штучним шляхом до недавнього часу вчені не могли. У 2010 році їм вдалося вирішити цю проблему, використавши спіраль ДНК в якості основи для "листа" стрічки Мебіуса.

Міжнародний колектив вчених під керівництвом Роберта Бойда (Robert Boyd) з університету Рочестера в Нью-Йорку (США) зміг виконати цей трюк, використовуючи одну з найбільш неподатливих для "згортання" форм матерії - електромагнітне випромінювання у вигляді хвиль світла. Їм вдалося скрутити промінь лазера в стрічку Мебіуса за допомогою спеціального пристрою, який фізики називають "q-пластиною".

Як пояснюють дослідники, даний науковий гаджет являє собою особливий оптичний прилад на базі рідких кристалів, який може довільним чином управляти просторової поляризацією світла - тим, в яку сторону "закручені" його хвилі. Використовуючи q-пластину, автори статті навчилися маніпулювати тим, в який бік направлено електричне поле в різних ділянках променя лазера, що дозволило їм "скрутити" його в світловий аналог стрічки Мебіуса.

Подібні світлові стрічки, за словами Бойда, мають масу практичних і наукових застосувань. Приміром, їх можна використовувати для виготовлення дуже складних лінз і оптичних приладів, чия поверхня буде екзотично взаємодіяти зі світлом. Крім цього, оптичні "стрічки Мебіуса" можуть допомогти вченим створити фільтри, які будуть, як своєрідний "трафарет", пропускати тільки певні види молекул.