Физики предложили способ сплести 3 луча света путем направления вдоль вихревых дефектов в форме воронки в оптической среде, по которым они движутся. Полученная структура будет иметь необычную «неабелевую» природу – ее фаза будет зависеть от порядка изъянов, в котором они наматываются вокруг друг друга.
Физики Томас Айдекола, Томас Шустер и Клаудио Чамон из Бостонского университета опубликовали работу о неабелевом плетении света в последнем номере Physical Review Letters. Как объяснили исследователи, основа проекта является аналогом схожего феномена, появляющегося в электронных системах. Он называется неабелевыми фазами Берри и известен с 1980-х. Электронная среда, в которой распространяются электроны, может быть разработана таким образом, чтобы иметь топологические дефекты вроде завихрений, наматывающихся друг на друга и создающих плетение. И это состояние с частичным зарядом соединяется с вихревыми дефектами и действует как направляющая для лучей.
В новом исследовании впервые говорится, что подобные «нулевые модули» теоретически способны существовать в оптических системах. Ученые предположили, что набор волноводов можно выстроить в схему с завихрениями, точные позиции которых устанавливаются с помощью фемтосекундного лазера. Каждая воронка захватывает луч света так, что он отслеживает путь плетения, распространяясь в среде.
«Важнейшее значение работы – демонстрация существования дефектов с неабелевым плетением не только в электронных, но и в оптических системах, – объяснил Айдекола. – Это может открыть новые пути в исследовании явления в оптике. Преимущество ее систем в высокой степени настройки, позволяющей точно контролировать путь дефектов в время плетения».
Источник: phys.org