การหมุนในแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์จะท้าทายภาพแบบเดิมๆ

การหมุนในแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์จะท้าทายภาพแบบเดิมๆ

เป็นเวลาเกือบหนึ่งศตวรรษแล้วที่ เสนอแนวคิดเรื่อง “การหมุนรอบที่ซ่อนอยู่” ซึ่งเป็นตัวแปรควอนตัมใหม่ที่จะเพิ่มจำนวนสถานะอิเล็กตรอนที่เป็นไปได้เป็นสองเท่า ปัจจุบัน ตัวแปรนี้เรียกว่าโมเมนตัมเชิงมุมของสปิน และได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นคุณสมบัติภายในของอนุภาคมูลฐาน แม้ว่าการหมุนจะแพร่หลาย แต่ก็ยังไม่มีความเห็นพ้องต้องกันอย่างแท้จริงเกี่ยวกับความหมายทางกายภาพของมัน

สำหรับ

โฟตอน คำอธิบายทั่วไปคือสปินเกี่ยวข้องกับโพลาไรเซชันแบบวงกลม ซึ่งเป็นสภาวะที่ทิศทางของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในลำแสงหมุนในระนาบตั้งฉากกับทิศทางของการแพร่กระจาย เช่น เข็มนาฬิกาหมุนรอบหน้าปัดนาฬิกา คำอธิบายนี้มีผลลัพธ์ที่ตรงไปตรงมา: ไม่มีโพลาไรซ์ ไม่มีการหมุน 

อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ ความร่วมมือระหว่างประเทศของนักวิจัยได้ตั้งข้อสงสัยเกี่ยวกับหลักการนี้โดยการวัดค่าการหมุนตามขวางที่ไม่เป็นศูนย์ในแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์โดยสิ้นเชิง ในการตัดสินข้อกำหนดพื้นฐานที่คาดคะเนนี้ ข้อสังเกตใหม่จะขยายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับโมเมนตัมเชิงมุมของสปินที่ไม่ใช่ 

ในขณะที่ตั้งคำถามเพิ่มเติมว่ามันคืออะไร การค้นพบการหมุนตามขวางความเข้าใจเกี่ยวกับสปินของนักฟิสิกส์ได้พัฒนาขึ้นในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา ต้องขอบคุณข้อเสนอ (และการยืนยันการทดลองในภายหลัง) ของการหมุนตามขวาง นั่นคือ การหมุนบนแกนที่ตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายของแสง 

โดยทั่วไป เมื่อคุณอยู่ห่างจากแหล่งกำเนิดแสงมากพอ (หรือถ้าคุณใช้ลำแสงเช่นเลเซอร์) รังสีของแสงจะแพร่กระจายขนานกันโดยพื้นฐานแล้ว (รังสีพาราแอกเซียล) จนทำให้โพลาไรเซชันของลำแสงถูกจำกัดให้อยู่ในระนาบที่ตั้งฉากอย่างเคร่งครัด สู่แนวทางการขยายพันธุ์ สำหรับแสงที่โพลาไรซ์

เป็นวงกลมในระนาบนั้น ภาพนี้แสดงเป็นนัยว่าการหมุนใดๆ ที่เกิดขึ้นจะต้องจัดแนวตามแนวยาวตามทิศทางของการแพร่กระจายหรือตรงข้ามโดยตรง อย่างไรก็ตาม นั่นไม่ได้สอดคล้องกับสิ่งที่นักวิจัย – รวมถึงบางคนที่ ในสหราชอาณาจักร  เฝ้าสังเกตการณ์นักวิจัย ผู้ซึ่งเกี่ยวข้องกับการพัฒนา

ล่าสุด

ในปี 2013 เมื่อ และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังสร้างไดโพลโพลาไรซ์แบบวงกลม (เลียนแบบโดยใช้ฟิล์มเรืองแสงสีทอง) ติดกับท่อนำคลื่น พวกเขานำ “ปรากฏการณ์ที่น่าสนใจ” ไป ได้พัฒนาทฤษฎีที่เสนอว่าลำแสงสามารถได้รับองค์ประกอบโพลาไรเซชันที่อยู่นอกระนาบได้ หากผ่านการเปลี่ยนแปลง

บางอย่าง เช่น การสะท้อนกลับภายในทั้งหมด เพื่อสร้าง “สนามการระเหย” ที่ไม่แพร่กระจายซึ่งจะจางหายไปจากพื้นผิวแบบทวีคูณ หรือ โฟกัสแน่น ข้อสรุปของงานทางทฤษฎีนี้คือหากรูปแบบแสงที่ไม่แพร่กระจายเหล่านี้มีองค์ประกอบโพลาไรเซชันตามยาว พวกมันอาจมีสปินตามขวางว่า

“ทุกอย่างสมเหตุสมผลแล้ว” นอกเหนือจากโพลาไรซ์ 2Dเมื่อถึงจุดนี้ การสังเกตการหมุนตามขวางก็เพิ่มขึ้นสำหรับลำแสงที่ตอนแรกมีโพลาไรเซชันทุกประเภท จากนั้นจึงโฟกัสหรือสะท้อนกลับ ผลลัพธ์เหล่านี้บอกเป็นนัยว่าโพลาไรเซชันของลำแสงเริ่มต้นไม่ส่งผลกระทบต่อการวัดการหมุนตามขวาง 

ในขณะเดียวกัน การคาดการณ์ทางทฤษฎีเพิ่มเติมยังไม่ผ่านการทดสอบ ซึ่งรวมถึงการคาดการณ์ว่าการหมุนตามขวางควรปรากฏขึ้นแม้ว่าจะไม่มีโพลาไรเซชันในลำแสงเริ่มต้นก็ตาม เหตุผลในที่นี้คือ เมื่อนำองค์ประกอบตามยาวของสนามไฟฟ้ามาพิจารณาแล้ว สนามแสงจะเลิกเป็นปรากฏการณ์ 2 มิติ

และต้องอธิบายในรูปแบบ 3 มิติแทน จากมุมมองนั้น แม้แต่ลำแสงที่ไม่มีโพลาไรซ์ใน 2D ก็ยังมีโพลาไรซ์ในระดับที่ไม่เป็นศูนย์ใน 3D เพียงเพราะมันไม่มีส่วนประกอบตามยาว ด้วยเหตุนี้ Bliokh จึงตั้งคำถามกับนักวิจัย พวกเขาสามารถแสดงผลกระทบนี้ในการทดลองได้หรือไม่?

คำตอบสุดท้ายคือ “ใช่” แม้ว่านักวิจัยหลังปริญญาเอกที่  กล่าวว่าการทดลองนี้ “ไม่ใช่เรื่องยากที่สุด” แต่ก็มีความท้าทายที่คาดไม่ถึง “ปัญหาประการหนึ่งคือการหาแหล่งที่มาของแสงที่ไม่โพลาไรซ์อย่างแท้จริง ซึ่งให้ความเข้มเพียงพอสำหรับการวัดผล” ผู้ซึ่งทำงานเกี่ยวกับการทดลองวัดการหมุนวน

การไม่มี

ช่องสารกึ่งตัวนำหรือวัสดุไดอิเล็กตริกใน ทำให้มีภูมิคุ้มกันต่อรังสีที่ประสบความสำเร็จซึ่งใช้ในสวิตช์รีเลย์ NEMS และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานต่ำอื่นๆ จากสนามแสงที่หายไปกล่าว เนื่องจากแสงเลเซอร์ทั้งหมดมีโพลาไรซ์ นักวิจัยของ King จึงต้องมองหาแหล่งที่มาจากที่อื่น 

ทางเลือกอื่นซึ่งเป็นเอกภพสสารมืดที่หนาวเย็นได้รับการพิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จมากกว่า ดังที่แสดงไว้ในชุดการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์โดยเดวิส, จอร์จ เอฟสตาธิอูจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, ไวท์และหนึ่งในพวกเรา (CF) แบบจำลองสสารมืดเย็นของคอสโมโกนี

(ตามที่ทราบทฤษฎีการกำเนิดของเอกภพ) ได้รับการสำรวจโดยละเอียดในช่วง 15 ปีที่ผ่านมา และปัจจุบันได้รับการยกย่องโดยทั่วไปว่าเป็น “แบบจำลองมาตรฐาน” ของการก่อตัวของโครงสร้างคุณสมบัติที่กำหนดของจักรวาลสสารมืดที่เย็นคือความผันผวนขนาดเล็กจะถูกรักษาไว้ตลอดเวลา 

ดังนั้น รัศมีมวลสารในดาราจักรย่อยจึงเป็นกลุ่มแรกที่ยุบตัวและแยกออกจากการขยายตัวของเอกภพ จากนั้นรัศมีเหล่านี้จะเติบโตทีละน้อยโดยการเพิ่มจำนวนกระจุกที่เล็กลง หรือเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วโดยการรวมเข้ากับรัศมีอื่นที่มีขนาดใกล้เคียงกัน ตารางเวลาสำหรับการก่อตัวของโครงสร้างจึงเป็นลำดับชั้น

หรือ “จากล่างขึ้นบน”  วัตถุขนาดเล็กก่อตัวขึ้นก่อน วัตถุขนาดใหญ่ก่อตัวขึ้นในภายหลัง สเปกตรัมของความผันผวนของสสารมืดเย็นจึงระบุวิวัฒนาการของฮาโลสสารมืดอย่างสมบูรณ์ซึ่งแบริออนต้องตกลงมาเพื่อสร้างกาแลคซี อย่างไรก็ตาม การรวมตัวกันเป็นก้อนของแบริออนสามารถเริ่มต้นอย่างจริงจัง

credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100