En internationell grupp av forskare, inklusive Skoltech-professor Sergey Rykovanov, har hittat ett sätt att generera intensiva "vridna" pulser. Virvlarna som upptäckts av forskarna kommer att hjälpa till att undersöka nya material. Resultaten av deras studie publicerades i Naturkommunikation .

Elektromagnetiska vågor är kända för att bära energi och momentum och utöva det så kallade ljustrycket. Detta demonstrerades experimentellt av den ryska fysikern, Pyotr Lebedev, tillbaka år 1900. Ett föga känt faktum är att elektromagnetiska vågor också kan bära rörelsemängden, det är, vrida föremål. Vinkelmomentet (vridningsförmågan) kan överföras på två sätt. Först, ett föremål kan bestrålas av en elliptisk eller cirkulärt polariserad elektromagnetisk våg för att producera rotationsmomentet, skapa Sadovsky-effekten. Andra, ämnet kan vridas av elektromagnetiska vågor med en "virvel"-vågstruktur eller, vetenskapligt sett, vågor med en orbital vinkelmomentum (OAM). Synliga eller IR-område elektromagnetiska pulser med sådan förmåga används redan inom telekommunikation för att öka dataöverföringskapaciteten i fiberoptiska nätverk. Att generera intensiva OAM-pulser i UV-området är en ganska utmanande uppgift som, om det löses, kommer att öppna nya möjligheter för att utforska och utveckla nya material på karakteristiska rumsliga (tiotals nanometer) och tidsmässiga (hundratals attosekunder) skalor. Sådana högupplösta visualiseringar används för att studera och förutsäga materialegenskaper.

Skoltech-forskare har i samarbete med forskare från Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (Kina) och Helmholtz Institute i Jena (Tyskland) föreslagit ett enkelt sätt att generera intensiva korta UV OAM-pulser.

Forskarna använde de mest kraftfulla superdatorerna i världen och Ryssland, inklusive Zhores superdator installerad på Skoltech förra året, för att säkerställa realistisk 3D-simulering av UV-virveleffekten.

För närvarande, teamet förbereder sig för vortexsökexperimentet.

Forskarna är övertygade om att genereringen av intensiva attosekunders UV-virvlar kommer att bryta ny mark när det gäller att studera elektronernas rörelsedynamik i olika material och kondenserad materia.