Paimkite popieriaus juostelę, vieną jos galą perlenkite ir tuomet abu galus sujunkite – gausite kilpą, kurioje yra tik vienas paviršius. Ir tai – visai ne stebuklas, tai Mėbijaus juosta. Tokių matematinių struktūrų galima atrasti ir M.C. Escherio meno darbuose, ir elektros grandinėse, bet natūralioje aplinkoje jos – itin retos. O fizikų kolektyvas, kuriame yra ir Lietuvos mokslininkas, įrodė, kad Mėbijaus juostą galima susukti ir iš šviesos.
„Šviesa tam tikromis sąlygomis gali tapti tari vienpuse ir vienbriaune“, – sakė Maxo Plancko Šviesos mokslo instituto Erlangene (Vokietija) mokslininkas Peteris Banzeris.
Jis kartu su kolegomis tyrimą atliko norėdami patikrinti prognozes, kurias 2005 metais pateikė Bar-Ilan universiteto (Izraelis) mokslininkas Isaacas Freundas. Jis pareiškė, kad šviesos poliarizacija – savybė, nusakanti, kaip juda šviesos elektrinis laukas – gali būti persukama. Atlikus tokią prognozę patvirtinantį eksperimentą atsivertų platūs šviesos ir medžiagos sąveikos tyrimų arimai. Pavyzdžiui būtų galima panaudoti šviesą mažų dalelių gaudymui – o tai būtų naudinga biomedicininiais sumetimais.
Fizikas Sergejus Orlovas iš Lietuvos socialiniame tinkle „Facebook“ sakė, kad prie šio darbo prisidėjo sukurdamas matavimo metodą – be jo indėlio nebūtų įmanoma išmatuoti, kad rezultatas pasiektas.
2010 metais I. Freundas pasiūlė būdą išbandyti jo idėją: skleisti du poliarizuotos šviesos spindulius ir leisti jiems tam tikru būdu sąveikauti. Jų interferencija sukeltų poliarizacijos persisukimą, dėl ko susidarytų Mėbijaus juosta.
P. Banzeris ir kolegos du poliarizuotos šviesos spindulius išsklaidė nuo aukso kruopelės, kuri buvo mažesnė už šviesos ilgį. Po išsklaidymo gauta poliarizacijų sąveika su arba trimis, arba penkiais persukimais, dėl ko optinė struktūra tapo panaši į Mėbijaus juostą.
„Tai yra pirmas eksperimentinis įrodymas, kad poliarizacinė Mėbijaus juosta iš tiesų egzistuoja – o fizikų-optikų bendruomenė apie tokios struktūros egzistavimą svarstė maždaug dešimtmetį. Mūsų išradimas atskleidžia šviesos ir jos savybių turtingumą“, – sakė fizikų grupės vadovas.
„Šis tyrimas – tai nuostabus pažangiausių optinių technologijų galimybių demosntravimas. Tikroji šio tyrimo svarba iš tiesų yra kur kas didesnė nei vien prognozės patvirtinimas, nes pademonstruota, jog įmanoma išmatuoti pilną trimatę šviesos poliarizacijos struktūrą“.
Tyrimo ataskaita priimta publikavimui prestižiniame mokslo žurnale „Science“.
