Sains & Teknologi

Satu Lagi, Sifat Fisik Baru pada Cahaya Ditemukan !

Sebuah tim peneliti yang berafiliasi dengan beberapa institusi di Spanyol dan AS telah mengumumkan bahwa mereka telah menemukan sifat baru cahaya, yaitu torsi diri (self-torque). Dalam makalah mereka yang diterbitkan dalam jurnal Science, kelompok tersebut menggambarkan bagaimana mereka menemukan properti baru tersebut, dan kemungkinan penggunaannya.

Pembangkitan sinar EUV dengan torsi mandiri.
( A ) Dua pulsa femtosecond infrared (IR) yang tertunda-waktu dengan OAM yang berbeda difokuskan pada target gas untuk menghasilkan sinar EUV yang dibengkokkan sendiri melalui HHG. Tanda khas sinar self-torqued adalah OAM yang bergantung waktu, seperti yang ditunjukkan pada ( B ) untuk harmonik ke-17 (47 nm, dengan torsi-diri ξ 17 = 1,32 fs −1 ). ( C ) Torsi-diri menanamkan frekuensi azimut, yang memungkinkan pengukuran eksperimental. Sumber: Science

Para ilmuwan telah lama mengetahui tentang sifat-sifat cahaya seperti panjang gelombang. Baru-baru ini, para peneliti telah menemukan bahwa cahaya juga dapat diputar, properti yang disebut momentum sudutSinar cahaya dengan momentum sudut sangat terstruktur dikatakan memiliki momentum sudut orbital (OAM)- orbital angular momentum), dan disebut  pusaran sinar. Mereka muncul sebagai heliks yang mengelilingi pusat bersama, dan ketika mereka menumbuk permukaan yang datar, mereka muncul seperti berbentuk ”donat”. Dalam upaya baru ini, para peneliti meneliti berkas OAM ini ketika mereka menemukan cahaya berperilaku dengan cara yang belum pernah terlihat sebelumnya.

Skema eksperimental untuk menghasilkan dan mengukur sinar dengan torsi mandiri.
( A ) Dua pulsa IR collinear tertunda waktu dengan panjang gelombang yang sama (790 nm), tetapi nilai OAM yang berbeda, difokuskan ke target gas argon untuk menghasilkan balok harmonik dengan torsi mandiri. ( B ) Spektrometer EUV, terdiri dari cermin silindris dan pasangan flat-grating, runtuh balok HHG dalam dimensi vertikal (lab frame y axis), sambil menjaga informasi spasial, dan dengan demikian tingkat azimut pada dimensi transversal (bingkai lab) sumbu x ). (Inset kanan bawah) Cermin silindris secara efektif memetakan kicauan frekuensi azimut menjadi kicauan spasial di sepanjang kerangka lab x sumbu (i), yang kemudian didispersikan oleh kisi (ii). Sumber: Science

Percobaan melibatkan menembakkan dua laser pada awan gas argon — melakukan hal itu memaksa balok untuk tumpang tindih, dan mereka bergabung dan dipancarkan sebagai sinar tunggal dari sisi lain dari awan argon. Hasilnya muncul sejenis pusaran sinar (vortex beam). Para peneliti kemudian bertanya-tanya apa yang akan terjadi jika laser memiliki momentum sudut orbital yang berbeda dan jika mereka sedikit tidak sinkron. Ini menghasilkan sinar yang tampak seperti pembuka botol dengan putaran yang berubah secara bertahap. Dan ketika sinar cahaya itu menghantam permukaan yang datar, tampak seperti bulan sabit. Para peneliti mencatat bahwa dengan melihat ke arah lain, satu foton di depan sinar mengorbit di sekitar pusatnya lebih lambat daripada foton di belakang sinar. Para peneliti menjuluki properti baru cahaya tersebut torsi-diri (self-torque) — dan bukan hanya properti cahaya yang baru ditemukan, tetapi juga properti yang bahkan belum pernah diprediksi sebelumnya.

Properti baru berkas cahaya, torsi cahaya-sendiri (self-torque), yang dikaitkan dengan variasi temporal momentum sudut orbital. Pulsa ultra-ultraviolet ekstrem dengan torsi mandiri dihasilkan melalui pembangkitan harmonik tinggi. Kredit: JILA (AS) Rebecca Jacobson, Servicio de Produccion e Innovacion Digital – Universidad de Salamanca (Spanyol)

Para peneliti menyarankan bahwa mungkin untuk menggunakan teknik mereka untuk memodulasi momentum sudut orbital cahaya dengan cara yang sangat mirip dengan memodulasi frekuensi dalam peralatan komunikasi. Ini bisa mengarah pada pengembangan perangkat baru yang memanfaatkan manipulasi bahan yang sangat kecil.