Een internationale groep wetenschappers, waaronder Skoltech-professor Sergey Rykovanov, heeft een manier gevonden om intense "verdraaide" pulsen te genereren. De vortexen die de wetenschappers hebben ontdekt, zullen helpen bij het onderzoeken van nieuwe materialen. De resultaten van hun onderzoek zijn gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Van elektromagnetische golven is bekend dat ze energie en momentum dragen en de zogenaamde lichte druk uitoefenen. Dit werd experimenteel aangetoond door de Russische natuurkundige, Pjotr ​​Lebedev, in 1900. Een weinig bekend feit is dat elektromagnetische golven ook het impulsmoment kunnen dragen, dat is, voorwerpen draaien. Het impulsmoment (draaivermogen) kan op twee manieren worden overgedragen. Eerst, een object kan worden bestraald door een elliptisch of circulair gepolariseerde elektromagnetische golf om het rotatiemoment te produceren, het Sadovsky-effect creëren. Tweede, de stof kan worden verdraaid door elektromagnetische golven met een "vortex" -golfstructuur of, wetenschappelijk gesproken, golven met een orbitaal impulsmoment (OAM). Zichtbare of IR-bereik elektromagnetische pulsen met een dergelijke mogelijkheid worden al gebruikt in de telecommunicatie om de gegevensoverdrachtcapaciteit van glasvezelnetwerken te vergroten. Het genereren van intense OAM-pulsen in het UV-bereik is een nogal uitdagende taak die, indien opgelost, zal nieuwe mogelijkheden openen voor het verkennen en ontwikkelen van nieuwe materialen op karakteristieke ruimtelijke (tientallen nanometers) en temporele (honderden attoseconden) schalen. Dergelijke visualisaties met hoge resolutie worden gebruikt om de eigenschappen van materialen te bestuderen en te voorspellen.

Wetenschappers van Skoltech hebben in samenwerking met onderzoekers van het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (China) en het Helmholtz Institute in Jena (Duitsland) een eenvoudige manier voorgesteld om intense korte UV OAM-pulsen te genereren.

De wetenschappers gebruikten de krachtigste supercomputers ter wereld en Rusland, inclusief de Zhores-supercomputer die vorig jaar bij Skoltech werd geïnstalleerd, om een ​​realistische 3D-simulatie van het UV-vortexeffect te garanderen.

Momenteel, het team bereidt zich voor op het vortex-zoekexperiment.

De wetenschappers zijn ervan overtuigd dat het genereren van intense attoseconde UV-wervels baanbrekend zal zijn bij het bestuderen van de bewegingsdynamiek van elektronen in verschillende materialen en gecondenseerde materie.