დღესდღეობით კორპსაძრობის ფორმის სინათლის სხივებს უამრავი გამოყენება აქვს. ჰარვარდის უნივერსიტეტის ფიზიკოსებმა კი სინათლისთვის კიდევ უფრო საოცარი და ექსტრემალური ფორმის მინიჭება გადაწყვიტეს.

თავიანთ ნაშრომში მათ ე.წ. ოპტიკური მორევის ახალი ტიპი აღწერეს, რომელიც მოძრაობისას არამხოლოდ ტრიალებს, არამედ სხივის სხვადასხვა ნაწილში სხვადასხვა სიჩქარით იცვლება. ეს უნიკალურ კანონზომიერებებს ქმნის. სინათლის ასეთი ქცევა ვიზუალურად ბუნებაში ფართოდ გავრცელებულ სპირალურ ფორმებს მოგვაგონებს.

მკვლევრებმა აქამდე წარმოუდგენელ სინათლის მორევს "ოპტიკური ბრუნვა" (rotatum) უწოდეს. ნიუტონიანურ ფიზიკაში "როტატუმი" დროის მიმართ მაბრუნი მომენტის ცვლილების სიჩქარეს აღნიშნავს.

მეცნიერებმა შენიშნეს, რომ სინათლის სხივმა ზრდა იმ მათემატიკური კანონზომიერებით დაიწყო, რომელიც სამყაროში ხშირად გვხვდება. ფიბონაჩის რიცხვითი მიმდევრობის მსგავსად, მათი ოპტიკური ბრუნვაც ლოგარითმული სპირალის სახით ვრცელდებოდა — იმავე ფორმით, რომელიც ნაუტილუსის ნიჟარას, მზესუმზირას ყვავილსა თუ სპირალურ გალაქტიკებს აქვს.

კვლევა ეფუძნება ადრინდელ ნაშრომს, რომელშიც გუნდმა მეტაზედაპირი გამოიყენა. ეს არის თხელი ლინზა, რომელიც სინათლის გარდამტეხი ნანოსტრუქტურებითაა დაფარული. მეტაზედაპირის საშუალებით მეცნიერებმა კონტროლირებადი პოლარიზაციის მქონე სინათლის სხივი შექმნეს, რომელსაც გავრცელების მიმართულებით ორბიტული კუთხური იმპულსი ჰქონდა. ამ გზით მათ შეძლეს ნებისმიერი შემოსული სინათლის სხვა სტრუქტურებად გარდაქმნა, რომლებიც მოძრაობისას იცვლება. ახალ კვლევაში კი მათ სინათლეს ახალი თვისება შემატეს — შესაძლებლობა, რომ გავრცელებისას სივრცული მაბრუნი მომენტიც შეეცვალოს.

ახალი მიგნების პოტენციური გამოყენება შეიძლება მოიცავდეს ძალიან მცირე ნაწილაკების — მაგალითად, კოლოიდების — სუსპენზიაში მართვას, სინათლის უჩვეულო მაბრუნ მომენტთან შესაბამისობით ახალი ტიპის ძალის გამოყენებით. მისი საშუალებით ასევე შესაძლებელია ზუსტი "ოპტიკური პინცეტის" შექმნაც, რომელიც მიკროსკოპული ობიექტების მანიპულაციისთვის იქნება გამოსადეგი.

მკვლევრებს მაღალი ინტენსივობის ლაზერებისა და მასიური მოწყობილობების გამოყენებით მაბრუნი მომენტის შემცვლელი სინათლე უკვე ჰქონდათ წარმოდგენილი, თუმცა ჰარვარდის ჯგუფმა ეს თხევადკრისტალური ეკრანითა და დაბალი ინტენსივობის სხივით შეძლო. მათ მიერ ნაჩვენები "როტატუმი“ ინდუსტრიასთან თავსებადი, ინტეგრირებული მოწყობილობით შეიძლება შეიქმნას. ეს კი მსგავსი ტექნოლოგიის რეალობად ქცევის ბევრად რეალურ შანსს ქმნის, ვიდრე აქამდე ჩატარებული კვლევებით წარმოგვედგინა.

კვლევა გამოცემაში Science Advances გამოქვეყნდა.