Hologramm verbiegt Laserlicht zu Schleifen und Knoten Lichtstrahl verknotet - scinexx | Das Wissensmagazin
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Hologramm verbiegt Laserlicht zu Schleifen und Knoten

Lichtstrahl verknotet

Licht strahlt normalerweise immer geradeaus, wenn es nicht gespiegelt oder gestreut wird. Doch britischen Wissenschaftlern ist es jetzt gelungen, Lichtstrahlen zu Schleifen und Knoten zu verbiegen. Diese mittels eines speziellen Hologramms und eines Laserstrahls erreichte Verknotung bestätigt erstmals vorherige theoretische Überlegungen auch im Experiment.

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Mithilfe eines computergesteuerten Hologramms erzeugten die Forscher der Universitäten Southampton und Glasgow dunkle Fäden in einem Laserstrahl. Das Hologramm verändert die Richtung des Flusses optischer Energie, so dass diese Fäden Schleifen bilden können. Aus diesen Schleifen wiederum konnten die Wissenschaftler Ketten und dann Knoten erzeugen. Die Ergebnisse dieser Versuche wurden jetzt in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature publiziert.

Der Mathematiker Mark Dennis hatte bereits zuvor die theoretische Grundlage für die jetzigen Arbeiten gelegt und die ideale mathematische Form für die Lichtknoten berechnet. Physiker der Universität Glasgow um Professor Miles Padgett, Johannes Courtial, und Jonathan Leach entwickelten darauf aufbauend das Hologramm, das die exakt die für die Schleifen und Knoten benötigte Kombination von Strahlen produzierte.

Die Arbeit ist die experimentelle Bestätigung der theoretischen Modelle nicht nur von Mark Dennis, sondern in gewissem Sinne sogar denen des Gelehrten Lord Kelvin, der bereits versucht hatte, eine Theorie für aus Schleifen und Knoten aufgebaute Atome zu postulieren.

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Dennis erklärt: “Heute demonstriert die Fähigkeit, solche knoten zu erzeugen die präzise dreidimensionale Kontrolle, die wir inzwischen über das Licht haben. Diese dunklen Schleifen, Ketten und Knoten sind faszinierende Strukturen. Sie könnten auch als Fallen für Quantenmechanische Materie wie Bose-Einstein-Kondensate genutzt werden, die Materiewellen in einer makroskopischen Größenordnung sind.“

(University of Southampton, 11.11.2004 – NPO)

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