Fyysikkojen ryhmä on sitonut valon kuva 8 ja toruksen solmuihin.
Tutkijat päättivät 30. heinäkuuta Nature Physics -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan, kuinka saada kahden lasersäteen aaltojen häiritsemään toisiaan ja viime kädessä kiertämään toisiaan tavoilla, joihin todennäköisemmin liität kengännauhat tai solmut purjeveneessä.
Mutta solmuja ei tarvitse tehdä narusta, tutkijat selittivät oheisessa lausunnossa. Sen sijaan solmu on matemaattinen termi kaikille avaruuden muodoille, jotka kiertävät itsensä ympärillä tietyillä tavoilla. Ja hyödyntämällä monimutkaisia muotoja, valon aallot muodostuvat, kun ne värähtelevät kahteen suuntaan (ylös ja alas, ja sivulta toiselle) polkujaan pitkin, ja miten nämä aallot ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, he pystyivät aiheuttamaan sähkömagneettiset valokentät solmua sisään ilma.
Tutkijat kirjoittivat tutkielmassaan kyseessä olevat solmut olivat riittävän näkyviä valoaaltotietojen kuvissa, jotta ne pystyisivät tunnistamaan kuvion kahdeksankertaisuutta ja väylää. He myös vahvistivat havaintonsa muodollisen solmu- teoriamatematiikan avulla.
Solmujen luomiseksi tutkijat virittivät huolellisesti kahden valonsäteen ylös- ja alas-suunnassa tapahtuvan aallon liikkeen (polarisaation), osittain käyttämällä tekniikkaa, joka ei ole toisin kuin polarisoiduissa aurinkolaseissa. Solmut muodostuivat "polarisaation singulaarisuuksien" ympärille, missä palkit leikkaavat, paikoissa, joissa sivusuunnassa ja ylös ja alas-aallonpituudet olivat tarkalleen yhtä suuret, ja joukko muita valon aallonpituuksia silmukoi niiden ympärille. Noissa kohdissa valo taipui tutkijoiden haluamaan suuntaan.
"Olemme kaikki perehtyneitä solmujen sitomiseen konkreettisissa aineissa, kuten kengännauhoissa tai nauhassa", Mark Dennis, Bristolin yliopiston fyysikko ja paperille kirjoittanut, totesi lausunnossa. "Valon kanssa asiat kuitenkin muuttuvat hieman monimutkaisemmiksi. Se ei ole vain yhden langan kaltaisen palkin solmiminen, vaan koko tilan tai 'kentän', jossa se liikkuu."
Dennis ja hänen tekijänsä olivat kiinnostuneita kyseisen tilan topologiasta tai monimutkaisesta matemaattisesta muotoilusta. He havaitsivat, että valo muodosti enemmän aukkoja, kun se solmui kuin odotettiin, jättäen tiloja ilman merkittävää energiaa palkeista.
Tutkijoiden mukaan tiellä he toivovat kehittävänsä vieläkin monimutkaisempia kevyitä solmuja; he toivovat, että tämä tekniikka nopeuttaa tarkemmin viritettyjen valonlähteiden kehitystä. Mutta nyt tutkijoiden mielenkiintoisin osa tarinaa on edelleen tutkia näiden omituisten singulaarisuuksien topologiaa.
