Các nhà khoa học tạo ra vòi rồng ánh sáng để cung cấp năng lượng cho laser, thiết bị lượng tử

Các nhà khoa học đã phát triển một phương pháp mới để tạo ra "lốc xoáy quang học" hay còn gọi là xoáy quang học—những cấu trúc ánh sáng xoáy nhỏ—bằng cách sử dụng tinh thể lỏng, một vật liệu đơn giản và có thể mở rộng. Trước đây, việc tạo ra các mẫu ánh sáng phức tạp như vậy đòi hỏi các cấu trúc nano cồng kềnh hoặc phức tạp, làm hạn chế các ứng dụng thực tế. Bằng cách khai thác các đặc tính độc đáo của tinh thể lỏng, các nhà nghiên cứu đã thiết kế các khuyết tật vi mô gọi là toron, hoạt động như những cái bẫy cho photon, cho phép ánh sáng bị giam giữ và xoắn bên trong các cấu trúc xoắn ốc này. Cách tiếp cận này lấy cảm hứng từ vật lý lượng tử, mô phỏng cách các electron chiếm các mức năng lượng, nhưng được áp dụng cho photon thay vào đó. Một đổi mới then chốt là tạo ra một trường từ tổng hợp bên trong hệ thống tinh thể lỏng, đạt được thông qua sự thay đổi không gian của hiện tượng lưỡng chiết. Hiệu ứng được thiết kế này khiến ánh sáng uốn cong và xoắn tương tự như các hạt mang điện trong trường từ, mặc dù ánh sáng thường không nhạy cảm với các trường từ thực. Hệ thống còn được cải tiến bằng cách đặt nó bên trong một khoang vi quang học, cho phép ánh sáng bị giam giữ lâu hơn và các đặc tính của nó được điều chỉnh thông qua điện áp bên ngoài. Quan trọng là,