Флуктуации “скрученного света” можно применять для создания широкого спектра детекторов, от обнаружения черных дыр до предметов с помощью лидаров. Такое открытие сделали ученые Рочестерского университета. Они продемонстрировали, что случайные колебания интенсивности вызывают корреляции скрученных пучков света, если источником выступает Солнце. Открытие опубликовано в Science Today.
Руководитель команды Роберт Бойд предположил, что корреляции солнечного света (или сходного источника) можно использовать при обнаружении удаленных объектов. Прежде считалось, что это требует наличия лазеров или запутанных фотонов.
Новый метод предлагает также иначе взглянуть на изучение астрофизических явлений, в которых ключевая роль отведена скрученному свету. Например, предполагается, что вращающиеся черные дыры могут накладывать определенный отпечаток на скрученный свет. И его можно обнаружить с помощью нового способа — модифицированного эксперимента Хэнбери Брауна — Твисса (HBT).
«Скрученный свет находится вокруг нас и проявляется естественным образом, — говорит Омар Маганья-Лоайза, главный автор статьи. — И чем более случайный свет, тем сильнее корреляции скрученных лучей, которые формируют свет. С помощью интерферометрии HBT мы смогли раскрыть эти корреляции, что открыло нам путь к разнообразным способам их применения».
Эксперимент Рочестерского университета использует механизм, сходный с тем, что применяли астрофизики Роберт Хэнбери Браун и Ричард Твисс, но искали с ее помощью скрученный свет, который по мере распространения приобретает форму штопора. Большинство экспериментов с ним производят при помощи лазеров или запутанных протонов. Но новый эксперимент показал, что свет звезд и других источников может давать такой же хороший результат.
«Генерация запутанных фотонов — всегда сложная задача, — говорит Маганья-Лоайза. — Одно из преимуществ использования скрученных пучков случайного света в том, что это проще и почти естественно. Другое — в том, что можно использовать стандартные детекторы вместо детекторов с одним фотоном. Это важно, потому что ученые не обязаны работать в условиях слабого освещения».