哈佛大學的一組物理學家表示，旋光度的結構遵循對數螺線，這是貝殼和星系圖案形成中常見的特徵。
攜帶旋光度的光束隨傳播距離的變化。圖片來源：多拉等人.，二：10.1126/sciadv.adr9092。
該研究的資深作者費德里科·卡帕索教授說：“這是光的一種新行為，由光學渦旋組成，它在空間中傳播並以不尋常的方式發生變化。”
“它對於操縱小物質可能有用。”
奇怪的是，研究人員發現，攜帶角動量的軌道光束以一種數學上可識別的模式生長，這種模式在自然界中隨處可見。
反映斐波那契數列，它們的旋光度以對數螺旋傳播，這在鸚鵡螺的殼、向日葵的種子和樹枝中都可以看到。
“這是這項研究的意外亮點之一，”該研究的第一作者艾哈邁德·多拉博士說。
“希望我們能夠激勵其他應用數學專家進一步研究這些光模式，並獲得對其普遍特徵的獨特見解。”
這項研究建立在之前的工作基礎上，該團隊使用超表面（一種蝕刻有光彎曲納米結構的薄透鏡）來創建沿其傳播路徑具有受控偏振和軌道角動量的光束，將任何光輸入轉換為隨著它們移動而變化的其他結構。
現在，他們為光引入了另一個自由度，在光傳播時他們還可以改變其空間扭矩。
該研究的合著者阿方索·帕爾米耶里 (Alfonso Palmieri) 表示：“我們展示了更多的控制多功能性，並且我們可以連續進行。”
這種奇異光束的潛在用例包括通過根據光的不尋常扭矩引入一種新型力來控制非常小的顆粒，例如懸浮的膠體。
它還可以使用精確的光學鑷子對小物體進行微操作。
雖然其他人已經使用高強度激光和龐大的裝置展示了改變扭矩的光，但科學家們卻使用單個液晶顯示器和低強度光束來實現。
通過展示他們可以在行業兼容的集成設備中創建旋轉體，他們的技術成為現實的進入門檻比以前的演示要低得多。
他們總結道：“我們的工作擴展了之前關於結構光的文獻，為光與物質相互作用、通信和傳感提供了新的模式，並暗示了凝聚態物理和玻色-愛因斯坦凝聚中的類似效應。”
這學習發表在雜誌上科學進步.
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艾哈邁德·H·多拉等人。 2025.光的旋轉。科學進步11（15）；二：10.1126/sciadv.adr9092
