Физики завязали свет узлом

Американским физикам удалось доказать, что свет может двигаться по запутанным и замкнутым траекториям (узлам). Работа ученых опубликована в журнале Nature Physics.

Узлом в математике называется обычный узел, концы которого склеены. Математический узел (в отличие от обычного) нельзя развязать. О том, что свет в принципе может двигаться по подобным траекториям, было известно еще 20 лет назад. Тогда физики из Мадридского университета показали, что если трехмерное пространство особым образом разбить на окружности (так называемое слоение Хопфа), то эти окружности могут быть решениями уравнения Максвелла. Это уравнение описывает траектории движения света с точки зрения электромагнетизма. Результаты испанских ученых, однако, воспринимались просто как математическая абстракция: можно ли добиться чего-то подобного на практике (в лаборатории) было неизвестно.

Американские физики исследовали поведение замкнутых траекторий во времени. Им удалось показать, что большинство траекторий со временем деформируется и увеличивается в размере. Но ученым удалось обнаружить и устойчивые пути, практически не изменяющиеся с течением времени.

Сами исследователи заявляют, что о возможном практическом применении данного открытия говорить еще рано, но некоторые общие направления выделить можно. Так, например, одной из проблем в будущих термоядерных реакторах является управление движением плазмы, которое предполагается осуществлять при помощи систем магнитных полей. Конфигурацию этих полей нужно менять со временем. Благодаря новым результатам представляется возможным завязать потоки плазмы в узлы, которые со временем не меняются.