I ricercatori di Harvard hanno sviluppato un materiale metasuperficie in grado di generare e mantenere stati di luce completamente nuovi e più complessi.
Continuano le scoperte nel campo del comportamento della luce: già nel 2015 gli scienziati hanno ottenuto la prima fotografia dello stato della luce, in cui si comporta contemporaneamente come particella e come onda. E abbastanza recentemente, solo 25 anni fa, il momento angolare orbitale è stato scoperto nei fotoni.
È il momento angolare basato sulla forma del suo fronte d'onda, non sull'orientamento. Il nuovo materiale metasuperficie lo utilizza insieme a un secondo tipo di momento angolare chiamato momento di spin (anche meglio noto come polarizzazione circolare).
Si possono tracciare analogie tra momento angolare orbitale e polarizzazione circolare, confrontandole con il moto dei pianeti: la polarizzazione circolare è la direzione in cui un pianeta ruota sul suo asse e il momento orbitale descrive come un pianeta orbita attorno al sole.
È stato precedentemente scoperto che lo stesso raggio di luce può esibire entrambi i tipi di momento angolare e che combinandoli e usando la polarizzazione per controllare la modulazione di ampiezza ottica (OAM) si possono ottenere fasci con nuove forme complesse.
Alcune metasuperfici sono versioni più efficienti e più compatte dei dispositivi ottici esistenti, ma tali conversioni arbitrarie tra spin e orbite non possono essere eseguite da nessun altro dispositivo ottico.
Il momento angolare orbitale dei fotoni ha già diverse applicazioni contemplate come la trasmissione di dati ad alta velocità e la codifica dei messaggi. I ricercatori hanno persino scoperto come trasmettere l'OAM di singoli fotoni usando il loro entanglement.
Altre applicazioni pratiche suggerite del nuovo materiale includono la manipolazione di oggetti microscopici e applicazioni nei sistemi di imaging.
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