Японские, украинские, американские и корейские ученые открыли новые необычные свойства света. Авторы опубликовали исследование в журнале Nature Communications, кратко с ним можно ознакомиться на сайте RIKEN, крупного японского Института физико-химических исследований.

Исследуя динамические характеристики эванесцентной волны, ученые обнаружили, что ее импульс и спин имеют поперечные компоненты, которые ориентированы под прямым углом к направлению распространения. Физики также открыли, что поперечная компонента спина не зависит от поляризации и спиральности. Свойства исследованных волн, как заявляют авторы, в некотором смысле противоположны свойствам обычных волн.

11. Свет превратили в сверхтекучую жидкость [72]

Рис.28 Изображение: Polytechnique Montreal

Физики из итальянского исследовательского института CNR NANOTEC превратили свет в аналог квантовой жидкости, используя электроны из органических молекул. Новая форма материи способна «обтекать» препятствия, не создавая замедляющей ее ряби. Статья ученых опубликована в журнале Nature Physics. Кратко о ней сообщается на сайте Phys.org

Эффект сверхтекучести возникает, когда скопление частиц или атомов (относящихся к бозонам) охлаждают почти до абсолютного нуля. Поскольку бозоны, в отличие от фермионов, могут занимать одно и то же квантовое состояние, они все достигают минимально возможного энергетического уровня. Тепловое движение прекращается, однако начинают проявляться квантовые эффекты. В результате атомы начинают «течь» без трения, просачиваясь сквозь узкие щели и капилляры. Такое вещество называют квантовой жидкостью.

Ученые показали, что форму материи с похожими свойствами можно создать при комнатной температуре с помощью поляритонов – квазичастиц, возникающих при взаимодействии фотонов с колеблющимися частицами какой-либо среды. Поляритоны, таким образом, представляют собой волну, состоящую из двух компонентов – электромагнитных колебаний и возбуждений среды.

Рис.29 Изображение: Polytechnique Montreal

В ходе эксперимента использовалась сверхтонкая пленка из органических молекул, которую поместили между двух зеркал с очень высокими коэффициентами отражения. Ученые запустили в устройство фотоны, которые попадали в зеркальную ловушку и крепко «зацеплялись» за молекулы, порождая, по словам самих физиков, гибридную жидкость, состоящую из света и материи. Последняя может свободно течь, не замедляясь при встрече с каким-либо препятствием, поскольку в ней не возникают турбулентные вихри.

По словам исследователей, полученные ими результаты показывают, что сверхтекучее вещество можно получить, не прибегая к сильному охлаждению. Это позволит создавать устройства на основе фотонной супержидкости, в которых трение и сопутствующие потери тепла будут сведены к минимуму. Конец цитаты.

Жидкостью может быть только то, что по своей Природе изначально является жидкостью. Учёные просто создали условия, при которых СВЕТ проявил свои истинные свойства. СВЕТ-жидкость.

12. Ученые смогли создать серебряные наноиглы оптическим вихрем

https://ria.ru/science/20170531/1495399543.html [73]

Рис.30 Схема образования наноиглы на поверхности металла под действием оптического вихря.

МОСКВА, 31 мая – РИА Новости. Ученые Дальневосточного федерального университета и Дальневосточного отделения Российской академии наук обнаружили новое свойство вихревых лазерных импульсов создавать металлические наноиглы. Выявленный эффект может расширить возможности лазерной печати, позволит создавать принципиально новые наноструктуры с помощью лазерных импульсов. Результаты исследования опубликованы в серии статей в авторитетных научных журналах Optics Express, Applied Physics Letters, ACS Applied Materials and Interfaces.

Как сообщил научный сотрудник кафедры теоретической и ядерной физики Школы естественных наук ДВФУ Александр Кучмижак, группой ученых ДВФУ и ДВО РАН проведена серия экспериментов по микроскопической печати на металлических пленках из золота и серебра оптическими вихрями – особыми лазерными импульсами. Под воздействием лазера на поверхности пленок появлялись конусообразные формы с размером у основания менее 1 микрона и толщиной «острия» от 10 до 20 нанометров.

Схематическое изображение процесса формирования спиральных наноигл на серебряной пленке под действием вихревых импульсов. На крайнем правом изображении, полученном при помощи сканирующего электронного микроскопа, красными стрелками показано направление закрученности.

При этом получившиеся металлические наноконусы оказались закрученными в направлении вращения облучающего их оптического вихря.

«Оптический вихрь – один из наиболее интересных видов лазерных пучков. Особенность в том, что его волновой фронт при распространении в пространстве вращается подобно сверлу. При воздействии на металлическую пленку он плавит ее в точке импульса и вытягивает из нее микроскопическую иглу, закрученную в направлении вращения вихря. Изучению физических свойств этого процесса мы посвятили специальное исследование», – рассказал Александр Кучмижак. Конец цитаты.

В данной работе ясно представлено, что СВЕТОВОЙ поток имеет вихревую природу, Рис.31.

Рис.31 СВЕТОЭфирный поток

Рис.32 Дифракция СВЕТА

Рис.33 Представление о длине волны СВЕТА

Чем отличается изображение СВЕТОВОГО потока, представленное в исследовании от моих представлений? Только тем, что поток лазера сжат устройством. Больше ничем.

13. Ученые объяснили происхождение «огненных волос» на Солнце

http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=9919&utm_referrer=https%3… [74]

Рис.34 «Огненные волосы» на Солнце

Если мы взглянем днем на небо, то Солнце будет представляться нам как ровный и «спокойный» сияющий плоский диск. В действительности же, солнечная поверхность пребывает в непрерывном, «кипящем» движении, где ежедневно происходит возникновение крупных вспышек (корональных выбросов массы), путем которых раскаленная материя звезды, а точнее ее сотни миллионов тонн, как бы «катапультируются» в открытое космическое пространство.

Однако, солнечные выбросы, а вернее их главный источник – это не вспышки. По большей части им является солнечный ветер и основные элементы тонкой структуры хромосферы Солнца (спикулы), иначе – протуберанцы у поверхности светила, откуда вырывается за пределы Солнца его ускоряющаяся материя. С близкого бы расстояния, если бы это было возможно, нам бы показалось, что солнечный шар весь покрыт шевелящимися «огненными волосами».

Именно для исследования Солнца, в 2013 году NASA запустила космический спутник IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph), чтобы пронаблюдать за возникновением этих вспышек и происходящими процессами во внешней оболочке звезды.

Проанализировав полученные зондом данные, сотрудник Лаборатории солнечной астрофизики американской компании Локхид-Мартин в Пало-Алто – Хуан-Мартинез-Сикора (Juan Martinez-Sykora) вместе со своими коллегами выяснили причину существования подобных «огненных волос» на поверхности Солнца. Ежесекундно во внешней оболочке светила мгновенно зарождаются и пропадают миллионы спикул. Корональные выбросы из них в миг «набирают» высоту десятков тысяч километров, после чего: либо падают обратно, либо «улетучиваются» в открытый космос.

С помощью созданной компьютерной модели недр светила, ученым удалось разгадать тайну «огненных волос», существующих на Солнце. Оказалось, что приповерхностные слои звезды «кишат» нейтральными атомами, которые, как было выяснено, кардинальным образом изменяют поведение линий магнитного поля в верхней части хромосферы, вырабатывающиеся «кипящей» солнечной материей в более глубоких недрах светила.

Они не «сцепляются» с линиями магнитного поля, благодаря чему те с легкостью выходят «наружу» вместе с заряженными частицами, поэтому словно движением катапульты, они выбрасываются в атмосферу Солнца и в открытое космическое пространство. За счет этого же процесса, как говорят ученые, разогревается выбрасываемая плазма и происходит возникновение особых магнитных волн, связанных с солнечным ветром.

Предполагается, что после разгадки механизма зарождения «огненных волос» на поверхности Солнца, более точно можно будет прогнозировать «солнечную погоду» и продвинуться в объяснении образования других типов вспышек. Конец цитаты.

Что нам важно знать из этого сообщения? Что такое спикулы, которые лежат в основе «огненных волос» Солнца?

Спи́кулы (от лат. spiculum – кончик, остриё) – основные элементы тонкой структуры хромосферы Солнца. Если наблюдать лимб Солнца в свете определённой спектральной линии, то спикулы будут видны как достаточно тонкие, в масштабах Солнца (диаметром от 500 до 1200 км) столбики светящейся плазмы. Эти столбики выбрасываются из нижней хромосферы со скоростью около 20 км/с на 5—10 тыс. км вверх. Спикула живёт 5—10 минут. (Из Вики)

Есть ли ещё исследования так или иначе связанные с «остриём». Конечно есть и мы его рассмотрели выше в пункте 12 о серебряных наноиглах.

Цитата:

Рис.35 Схема образования наноиглы на поверхности металла под действием оптического вихря.

Получается, что остриё на Солнце формируют лучи лазера? Нет. Понятно, что природа возникновения остриё на Солнце и серебряных наноигл одна и в её основе лежит СВТОЭфирный вихрь.

14. Ученые попытались объяснить случаи необычного свечения неба в ночное время. [75]

На протяжении двух тысяч лет учёные, философы и журналисты пытались разгадать природу редких атмосферных явлений, которые получили название «ярких ночей». Исторически к ним относят случаи необычного свечения неба в ночное время в умеренных широтах, которое позволяет спокойно читать книгу или разглядывать силуэты далёких гор.

Рис.36 Свечение неба ночью

В самом начале первого столетия одним из первых «яркие ночи» описал автор энциклопедии «Естественная история» Плиний Старший. Другие упоминания в газетах и научной литературе относятся к 1783, 1908 и 1916 годам. Сегодня из-за сильного свечения городов наблюдать природный феномен можно было бы только в удалённых районах.

Но это явление настолько редкое и локализованное, что никто из современных исследователей не видел «яркие ночи» собственными глазами, что порождало вполне законные сомнения об их реальном существовании.

Тем не менее аномалия была зарегистрирована инструментально интерферометром WINDII, установленном на исследовательском спутнике верхней атмосферы NASA (UARS). Сам аппарат закончил свою миссию ещё в 2005 году, но собранные им данные продолжают обрабатывать до сих пор.

Дело оставалось за малым – объяснить природу явления. Взяться за это решили специалисты из Йоркского университета в Торонто Гордон Шеппард (Gordon Shepherd) и Ёнмин Чхо (Youngmin Cho).

«Яркие ночи действительно существуют, и они наверняка являются вариантом собственного свечения атмосферы, которое можно наблюдать со спутников», – рассказывает Шеппард в пресс-релизе университета.

Собственное свечение атмосферы как таковое обусловлено излучением света в ходе химических реакций в верхних слоях атмосферы. В частности, основной зелёный свет возникает при расщеплении молекулярного кислорода на отдельные атомы.

Учёные на протяжении двух лет выискивали в данных WINDII необычные профили собственного свечения атмосферы, отсеивая падение метеоритов и полярные сияния, которые имеют свои чёткие подписи. В итоге исследователям удалось выделить 11 подходящих событий, два из которым были описаны ими в статье, опубликованной в издании Geophysical Research Letters.

Оказалось, что во время «ярких ночей» интенсивность собственного свечения атмосферы увеличивается от четырёх до десяти раз. А наблюдать данный эффект в различных местах земного шара можно примерно в 7% ночей. Авторы работы уверены, что, базируясь на полученных ими данных, любой астроном рассчитает, когда ему наблюдать за редким атмосферным явлением.

Открытие Шепарда и Чхо имеет важное значение для современной астрономии. Явления «яркой ночи» могут вносить существенные коррективы в точность данных, получаемых наземными чувствительными приборами, и предсказание их появления позволит избежать серьёзных ошибок. Конец цитаты.

Несомненно, данный феномен связан со СВЕТОЭфирными потоками, излучаемыми из недр Земли. И если зимой городское освещение позволяет проявить эти потоки в виде СВЕТОВЫХ столбов, то в тёплые периоды года это выражается в свечении атмосферы. Связано это с наличием воды в атмосфере в виде испарений, которые не ухудшают видимость, но переизлучают в атмосфере видимое излучение из недр.