Pangalawang Mga Optical Meron o Ferromagnet na Ginagaya ang Liwanag

Ipinakita ng mga siyentista kung paano mag-istraktura ng ilaw, ang polariseysyon nito upang kumilos tulad ng isang grupo ng pagikot na bumubuo ng isang ferromagnet (kilala rin bilang isang meron) na bumubuo ng isang ferromagnet. Upang makamit ito, ang ilaw ay nakulong sa isang manipis na likidong kristal na layer sa pagitan ng dalawang halos perpektong mga salamin. Ang mga skyrmion ay karaniwang matatagpuan, halimbawa, sa isang dalawang-dimensional na ferromagnet bilang pangunahing impulses ng magnetization, ngunit hindi natural na lumitaw sa mga electromagnetic (light) na patlang.

Ang isa sa mga pangunahing konsepto sa pisika at agham sa pangkalahatan ay ang konsepto ng isang “larangan” na maaaring ilarawan ang spatial na pamamahagi ng isang pisikal na dami. Halimbawa, ipinapakita ng isang map ng panahon ang mga pamamahagi ng temperatura at presyon (kilala ito bilang mga patlang ng scalar) at ang bilis at direksyon ng hangin (kilala bilang vector field). Halos lahat ay nagsusuot ng isang patlang na vector sa kanilang ulo – ang bawat buhok ay may pinagmulan at isang tip, tulad ng isang vector. Higit sa 100 taon na ang nakalilipas, pinatunayan ni LEJ Brouwer ang mabalahibong teorama ng bola na nagsasaad na hindi mo maaaring walisin nang diretso ang isang balbon na bola nang hindi lumilikha ng mga kulungan, pag-inog (pag-ikot) o takip.

Mga patlang ng vector ng una at ikalawang pagkakasunud-sunod ng mga meron at mga kalaban na meron. Mga Nag-ambag: Physics UW, M. Krol

Sa pang-akit, ang pangunahing mga excitation sa isang two-dimensional magnetization vector field ay nasa anyo ng mga naturang eddies at tinatawag silang skyrmions. Sa pag-ikot namin sa paligid ng gitna ng naturang isang vortex, maaari naming obserbahan na ang mga vector na idinagdag sa kasunod na mga punto sa aming landas ay maaaring paikutin nang pakaliwa o pakaliwa isa o higit pang mga beses (Larawan 2). Ang halaga na tumutukoy sa pag-aari na ito ay tinatawag na vorticity. Ang celestial glow at half-sky ripples (merons) ng iba’t ibang mga eddies ay matatagpuan sa iba’t ibang mga pisikal na system tulad ng nuclear matter, Bose-Einstein condensates o manipis na magnetic layer. Ginagamit din ang mga ito upang makilala ang dami ng Hall effect, mga bagyo, anticyclone, at buhawi. Partikular na kawili-wili ang mga pang-eksperimentong pag-setup na maaaring makabuo ng iba’t ibang mga patlang ng vector kapag hiniling at siyasatin ang mga pakikipag-ugnay ng kanilang paggulo.

Ang mga siyentista mula sa University of Warsaw, University of Military Technology, University of Southampton, Skolkovo Institute sa Moscow, at ang PAS Institute ay nagpakita kung paano i-configure ang polariseysyon ng ilaw upang kumilos tulad ng isang semi skyrmion (meron). Upang makamit ito, ang ilaw ay nakulong sa isang manipis na likidong kristal na layer sa pagitan ng dalawang halos perpektong mga salamin na kilala bilang optical gap. Sa pamamagitan ng pagkontrol sa polariseysyon ng ilaw ng insidente at direksyon ng likidong mga likidong kristal, napagmasdan nila ang kauna-unahan at pangalawang pagkakasunud-sunod (unang pang-eksperimentong pagmamasid) mga meron at kontra-meron (vortices -2, -1, 1, at 2). .

Ang isang simpleng simpleng lungga ng salamin sa mata na puno ng likidong kristal ay nagbibigay-daan sa mga siyentipiko na lumikha at mag-imbestiga ng mga kakaibang estado ng polariseysyon ng ilaw. Kapag sinamahan ng mas kakaibang mga materyal na sensitibo sa optiko, ang aparato ay maaaring payagan ang pagsubok ng pag-uugali ng mga pagganyak na ito (pagkasira, pagkahumaling o pagtulak ng ingay at meron) sa isang mesa na salamin sa mata. Ang pagkilala sa likas na katangian ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga bagay na ito ay maaaring makatulong na maunawaan ang pisika ng mas kumplikadong mga system at mangangailangan ng mas kumplikadong mga pang-eksperimentong pamamaraan (halimbawa, mga ultra-mababang temperatura).

Sanggunian: Mateusz Król, Helgi Sigurdsson, Katarzyna Rechcińska, Przemysław, Krzystof Tyszka, Witold Bardyszewski, Andrzej Opala, Rafa Michał Matuszewski, Przemysław Morawi, Moronisasyon ng ikalawang antas ng puwang sa Prrawzzysza. , 16 Pebrero 2021, SA MATA.
DOI: 10.1364 / OPTICA.414891

Ang Physics at Astronomy ay unang lumitaw noong 1816 sa University of Warsaw, sa loob ng Faculty of Philosophy sa oras na iyon. Ang Astronomical Observatory ay itinatag noong 1825. Sa kasalukuyan, ang Faculty of Physics Institutes ay nagsasama ng Kagawaran ng Experimental Physics, Theoretical Physics, Geophysics, Matematika na Pamamaraan, at Astronomical Observatory. Saklaw ng pananaliksik ang halos lahat ng mga lugar ng modernong pisika, mula sa kabuuan hanggang sa kaliskis ng kosmolohikal. Ang tauhan ng pananaliksik at pagtuturo ng guro, ca. 200 guro ng unibersidad, 87 na kanino nagtatrabaho bilang mga propesor. University of Warsaw, Faculty of Physics ca. 1000 mga mag-aaral at higit sa 170 mga mag-aaral ng doktor.