Một nhóm nhà khoa học Ireland đã phát hiện ra dạng ánh sáng mới không ngờ tới, không tuân theo định luật góc động lượng và có thể rung lên theo bức xạ từ trường khiến nó truyền đi nhanh hơn và bền vững hơn.
Dạng ánh sáng chiếu theo đường thẳng.
Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn cho rằng tất cả các dạng ánh sáng, góc động lượng là một bộ số Planck bất biến (được gọi là số nguyên) – tính chất vật lý bất biến đặt ra quy mô ảnh hưởng định lượng.
Nhưng các nhà nghiên cứu của trường Cao đẳng Trinity Dublin (Ireland) đã biểu diễn dạng ánh sáng mới tồn tại cho thấy góc động lượng chỉ là một nửa giá trị.
Nhà nghiên cứu Kyle Ballantine giải thích: "Chùm ánh sáng biểu thị đặc điểm bằng màu sắc, độ dài bước sóng và động lượng gần giống thế gọi là góc động lượng.
"Góc động lượng đo ánh sáng xoay vòng bao nhiêu. Đối với chùm ánh sáng, dù nó truyền đi theo đường thẳng nhưng cũng có thể xoay vòng quanh trục của nó".
Dạng ánh sáng xoắn vặn.
"Nên khi ánh sáng từ gương đến mắt người trong buổi sáng, mỗi hạt photon đều xoáy vào mắt người theo một chiều hoặc nhiều hơn thế".
Các nhà vật lý đều hiểu trạng thái ánh sáng bị bẻ cong, nhưng họ không nhận ra ánh sáng có thể cho ra con số góc động lượng không phải là số nguyên.
Nhóm nghiên cứu đã cho ánh sáng xuyên qua pha lê để tạo thành những chùm ánh sáng xoắn vặn. Họ đang tìm kiếm hoạt động mới của ánh sáng để nâng cao mức độ truyền quang học.
Nhưng khi họ phân tích chùm ánh sáng cụ thể bằng giả thuyết động lượng, cho thấy nó góc động lượng chỉ bằng 1/2 so với ước tính.
Họ thực hiện thí nghiệm kiểm tra dự đoán này và thiết kế ra thiết bị đo dòng góc động lượng trong chùm ánh sáng và sự biến đổi luồng truyền do ảnh hưởng động lượng.
Những sự biến đổi động lượng này thường sẽ gây ra góc động lượng thay đổi do con số nguyên dựa vào kiến thức vật lý cao hơn.
Nhưng thí nghiệm này cho thấy sự thay đổi nhỏ - bằng 1 con số Planck bất biến trong góc động lượng của mỗi hạt photon.
Điều này không chỉ cho thấy dạng ánh sáng mới mà còn khác với các giả thuyết vật lý từ năm 1980 dự đoán rằng con số động lượng cơ học của các phân tử có thể là phân số.
Đây là thí nghiệm đầu tiên cho thấy những dự đoán đó đúng và được coi như một nghiên cứu các phần tử đúng nhất.
Cáp quang là một trong những ứng dụng quan trọng của ánh sáng.
Phát hiện này được coi là sự đột phá trong lĩnh vực vật lý và khoa học.
Chúng ta không chỉ hiểu thêm về ánh sáng nhờ phát hiện này mà kiến thức mới còn làm cải tiến tốc độ truyền và sự bền vững của cáp quang, cho kết nối internet nhanh hơn và an toàn hơn.
Trước khi chúng ta được tận hưởng lợi ích của dạng ánh sáng mới thì một nhóm nghiên cứu khác sẽ làm lại và đánh giá thí nghiệm để đảm bảo tính chính xác.
Nguồn: Science Alert