Genellikle su ve havada girdaplarla karşılaşırız ancak benzer dönen yapılar ışık ışınlarında da oluşturulabilir.
Böyle bir yapı, ışık parçacıklarının (veya fotonların) duman halkasındaki hava parçacıkları gibi bükülüp girdap gibi döndüğü bir girdap halkasıdır. Çin Bilimler Akademisi’nden Jinping Yao ve meslektaşları şimdi 28’e kadar girdap halkasını tek bir lazer darbesine nasıl paketleyeceklerini buldular.
Bunu yapmak için ekip, ışığın yoğunluğunu hassas bir şekilde ayarladı ve ışığın faz adı verilen başka bir özelliğini ayarladı. Foton elektromanyetik bir dalgadır ve fazı, tekrarlanan yukarı ve aşağı salınımında dalganın her bir parçasının nerede olduğunu belirtir. Deneyde saniyenin milyonda birinden daha kısa süren lazer atımına, ancak araştırmacıların atımın belirli kısımlarında faza özgü değerleri vermesiyle çörek benzeri şekil ve duman halkasının dönen karakteri verilebildi.
Darbeyi bir dizi mercek, özel çıkıntılı kristaller ve küçük bir projektöre benzeyen bir “uzaysal ışık modülatörü” aracılığıyla gönderdiler. Dedektöre ulaşmak için hepsinin içinden geçtiğinde girdap halkalarından oluşan bir zincir şeklini aldı. Yao ve meslektaşları buna “uzay-zamansal girdap dizisi” adını verdiler ve yaptıkları en büyüğü 28 farklı girdap halkasından oluşuyordu.
Daha sonra enstitülerinin logosunun bir görüntüsünü bir dizi girdap halkasının özelliklerine kodladılar. İlkenin bir kanıtı olarak, 16.384 pikseli iletmek için 16 girdaptan oluşan dizeler kullandılar; ancak 28 girdap halkası içeren dizelerle gelecekteki olası deneyler, kısa bir ışık patlamasıyla çok sayıda bilgiyi iletmenin etkili bir yolu olacaktır.
Ekibi girdap halkalarıyla deneylere öncülük eden Maryland Üniversitesi’nden Howard Milchberg, ışıkta girdap oluşturma tekniklerinin son zamanlarda daha yaygın hale geldiğini ve bu nedenle birçok olası yeni uygulamanın bulunduğunu söylüyor. Milchberg, “Alan adeta patlama yaşıyor ve insanlar bu yapılarla (ışıkta) ilgili farklı şeyler düşünüyor. Bilgi taşıma kapasitesi kesinlikle düşünmeye değer bir konu.” diyor.
Işıktan donut sarmalları yapmak çok fazla özen ve tüm ayrıntıların doğru olmasını gerektirir, ancak Güney Kaliforniya Üniversitesi’nden Alan Willner, araştırmacıların gelecekte daha fazla ve farklı girdaplar yapmak için bir tarif gibi bir şey de sunduklarını söylüyor.
“Dünya çapındaki araştırma grupları ilginç, yapılandırılmış ışık tasarlamaya çalıştılar. ‘Hangi tür ışık oluşturabiliriz?’ diye soruyorlar ve bu, öğrenmemiz gereken bir araç setinin bir parçası olabilir.”
