一个研究小组通过其与金属表面的相互作用操纵光线，使其展现出全新的特性。
位于斯图加特大学的一个研究小组通过其与金属表面的相互作用操纵光线，使其展现出全新的特性。研究人员已将他们的发现发表在《自然物理学》(Nature Physics)期刊上。
“我们的结果为新兴的斯凯尔缪子研究领域增添了另一章，”斯图加特大学第四物理研究所所长哈拉尔德·基森教授宣称，他的小组达成了这一突破。该团队在金属层的表面上展示了“斯凯尔缪子光包”的存在。
对物理现象的更好理解
斯凯尔缪子是涡旋状结构的数学描述，帮助研究人员更好地理解基本物理关系。近年来，这一理论概念已在包括磁性固体和材料表面等多个领域得到了实验验证。基森的小组现在研究了入射在薄金层结构表面的光是否能够表现得像遵循特定对称性的斯凯尔缪子光包。这些光包由包含在更大斯凯尔缪子内的斯凯尔缪子组成。为了进行实验，研究人员在金表面上刻蚀了两条扭曲六边形形状的细槽，每个六边形产生一个斯凯尔缪子光场。
针对性操控光场
“然后我们观察到两个斯凯尔缪子光场的叠加，从中形成了斯凯尔缪子光包，”该出版物的主要作者、基森研究小组的博士生朱利安·施瓦布解释道。更为惊人的是，通过调整光场相对于彼此的扭曲程度，研究人员能够改变聚集在斯凯尔缪子光包中的斯凯尔缪子的数量。换句话说，研究人员可以以针对性的方式操控光场，从而赋予它们通常不会出现的形状。为了进行实验验证，基森的小组与杜伊斯堡-埃森大学的一个研究小组合作，而在该现象的理论描述上则与海法的以色列理工学院的一个小组合作。
具备应用潜力的基础研究
到目前为止，这仍然属于基础物理。然而，这些光场斯凯尔缪子展现出非凡的特性，从而激发了研究人员在潜在技术应用方面的想象力。基森小组所使用的金属表面是否适合这一目的还有待观察。“如果有人找到合适的材料，我们的概念可以应用于显微镜，”基森表示。我们能够利用专门的显微镜达到的分辨率将是否则因光的波长限制而无法实现的。
