10/02/2015

LE MONDE SELON LA PHYSIQUE (Physics world )2015 semaines3-4,2 ème partie : faire des noeuds avec la lumiere ,pourquoi pas?!

Comme j’ai dû momentanément  arrêter ma série d’articles sur « L’ENERGETIQUE  PROSPECTIVE »   (pour le  remplacement des combustibles fossiles  liquides )   pour suivre  les parutions de  PHYSICS WORLS COM  , je dois  reprendre  mes traductions aujourd’hui  ( quitte à vous reparler plus tard  de la vitesse de phase , de groupe  , etc. de radiations électromagnétiques dans diverses conditions )

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J’ai encore à vous proposer un article a « forum discutailleur » !

How to twist light into a Möbius strip

Jan 29, 2015 8 comments

Topological curiosity created from laser beam

Des bandes de Möbius peuvent facilement être fabriqués  chez soi - il suffit de prendre une bande de papier, lui faire faire  un demi-tour et ensuite rejoindre ses extrémités ensemble. Aussi trivial que cela puisse paraître, cette boucle possède la propriété inhabituelle de présenter une seule surface et un seul  bord. Ils apparaissent également  mais très rarement dans la nature et n’avaient jamais été vus à propos de  la lumière. Récemment  un groupe international de physiciens a créé ces formes en utilisant la polarisation sur une  lumière laser, et les chercheurs disent que ces modèles électromagnétiques pourraient être utilisés pour construire de nouvelles formes de structure à petite échelle telles que celles  des métamatériaux.

La possibilité de réaliser  une bande optique Möbius a été suggérée en 2005 par Isaac Freund de l'Université Bar-Ilan en Israël. Freund  a calculé qu 'une paire de faisceaux laser pouvait être manipulée de telle sorte que l'axe le long duquel les champs électriques combinés oscillent - le vecteur de polarisation -  pourrait  tracer une bande de Möbius. Il a proposé l'aide de  faisceaux de spin  et moments angulaire orbital différents et de les faire  interfèrer  à  des angles spécifiques entre eux . Le spin - ou polarisation circulaire - d'une onde électromagnétique implique que  sa polarisation tourne  soit dans le sens horaire soit  antihoraire dans un cercle  normal à la direction de propagation. Le moment cinétique orbital, d'autre part, provient de la torsion du front  d'onde d'un faisceau autour de son axe de propagation.

 Un défi longitudinal

 Normalement, une onde lumineuse vibre dans un plan perpendiculaire à sa direction de propagation ; mais  ce qui est crucial pour la création d'un modèle 3D optique tel qu'un ruban de Möbius est de s' assurer qu'il a également une composante longitudinale le long de l'axe de propagation. Il s' avère que la proposition de Freund pour la création de cette composante longitudinale est extrêmement difficile  à réaliser d'un point de vue expérimental, donc dans ce dernier  travail Peter Banzer de l'Institut Max Planck pour la science de la lumière à Erlangen et ses collègues en Allemagne,  Canada, Italie et  États-Unis ont adopté une approche différente.

 Banzer et ses collègues ont utilisé un dispositif à cristaux liquides connu comme une q-plaque. Lorsqu'il est exposé à un faisceau avec un certaine spin , un q-plaque transforme ce faisceau de sorte qu'il a  un spin opposé  et 2q d' unités de moment angulaire orbital, où q peut être de n' importe quelle valeur demi-entier et reste une propriété particulière de ce type de  plaque  . L'équipe a utilisé un faisceau laser vert qui était une superposition de deux ondes de spins opposés. Le résultat est un faisceau avec une polarisation qui varie sur sa largeur. Il a été polarisé circulairement en son centre, mais polarisée linéairement - et avec des orientations du vecteur de polarisation variable -  mais plus loin.

 Concentration douce

 Pour étendre ce modèle 2D de polarisations dans la troisième dimension, les chercheurs ont envoyé le faisceau à travers une lentille de microscope  à focalisation modérée . Cela a donné au  faisceau une composante longitudinale - dont la taille dépend du degré de focalisation choisi . Le résultat était un ruban de Möbius de polarisation qui mesurait  juste 200-250 nm de diamètre. En changeant de q-plaque, les chercheurs ont été en mesure de créer des bandes de Möbius avec trois demi  tours de  (q = -1/2) et cinq  demi tours de  (q = -3/2). «C' était un  vrai casse-tête dans la communauté pour  savoir si une telle topologie pouvait exister physiquement ou si c' était juste le résultat d' une description mathématique», dit  un membre du groupe Ebrahim Karimi de l'Université d'Ottawa. "Mais maintenant que  nous l'avons vu dans le laboratoire, nous savons que la théorie de Freund est correcte."

Isaac Freund de Bar-Ilan University Freund décrit lui-même les derniers travaux comme «un brillant tour de force à la fine pointe de la technologie optique" et dit qu'il "va bien au-delà de la  vérification d  une prédiction particulière car cela  démontre qu'il est possible de mesurer la structure complète  de polarisation 3D  de  la lumière ». C' est une percée, ajoute  t- il et il est sûr d'être suivi par des recherches sur d'autres systèmes optiques 3D.

 Richesse topologique

 D'autres personnes dans ce domaine louent également l'expérience. Michael Berry de l'Université de Bristol dit que le travail nécessitait  une  "maîtrise virtuose" de plusieurs techniques optiques et il "met l'accent sur la prédiction de Freund a propos de  la richesse géométrique et topologique cachée dans les lois de l'électromagnétisme et exprimable par  la lumière". Padgett Miles de l'Université de Glasgow, quant à lui, dit que les résultats peuvent avoir des applications importantes dans des domaines tels que la lithographie optique et   la nanofabrication.

Parmi les applications potentielles  il y a la création d'objets 3D minuscules avec des topologies inhabituelles - y compris les petites bandes de Möbius - qui sont très difficiles à faire en utilisant la lithographie conventionnelle en raison d'un manque de contrôle sur la  composante longitudinale d'un faisceau lumineux. Karimi dit à Physicsworld.com que la nouvelle technique pourrait être particulièrement utile pour manipuler des polymères, compte tenu de la forte réponse que ces matériaux  présentent  à la  polarisation de la lumière. Il croit aussi que  ce  schéma  pourrait s' avérer utile dans la construction de métamatériaux - des matériaux artificiels qui ont des propriétés optiques inhabituelles  et qui peuvent être mis en oeuvre dans des dispositifs optiques. La recherche est rapportée dans Science.  À propos de l'auteur Edwin Cartlidge est un écrivain de science basée à Rome

 Mon commentaire

JE RAPPELLE  que pour une lumière incohérente a n fréquences  , telle que  celle d’une ampoule électrique  , elle avance  en changeant à tout moment son plan de  polarisation…..  et qu’ en revanche une lumière cohérente telle qu’ un laser  peut être polarisée  par exemple dans un plan OU   circulairement  par un dispositif approprié  ..je n’ ai donc aucune raison de dénier la véracité des résultats ci-dessus  .Si je vous ai parlé de forum enfiévré , c’est que pour la première fois  un des  lecteurs du forum  reproche au redac-chef HAMISH JOHNSON   d’avoir eu ses commentaires censurés  comme hors –sujet !  Lequel redac -chef lui réponds d’aller voir ailleurs s il n’est pas content !!!!!Un des sages finissant par leur  demander  de se montrer l’un et l’autre un peu plus tolérants et aimables !

AH …SI  VOUS PENSIEZ QUE LES PHYSICIENS  NE SE  CHERCHENT PAS EUX AUSSI  ET DE TEMPS EN TEMPS  UNE BONNE CHICANE A PARTAGER …VOUS NOUS JUGEZ  COMME  DES MOUTONS DE PANURGE !