Các nhà vật lý Ireland tìm ra một dạng tồn tại mới của ánh sáng có hình vít xoắn và không tuân theo định luật góc động lượng.

Ánh sáng có đặc trưng là màu sắc hoặc bước sóng. Một đại lượng quan trọng khác ít phổ biến hơn dùng để xác định ánh sáng là thông qua xung lượng góc của nó. Xung lượng góc cho biết mức độ và phương hướng quay của chùm ánh sáng. Các nhà khoa học vẫn quan niệm mọi ánh sáng đều có xung lượng góc là số nguyên lần của hằng số Planck, một hằng số vật lý lượng tử.

Theo Science Alert, nhóm nghiên cứu ở Đại học Trinity, Dublin, Ireland tìm thấy một loại ánh sáng có xung lượng góc chỉ bằng một nửa hằng số Planck. "Tôi thấy rất thú vị về kết quả này khi một đặc tính cơ bản của ánh sáng được cho là luôn cố định, lại có thể thay đổi", Paul Eastham, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết.

Ánh sáng có thể tồn tại ở một dạng mới chưa từng được biết đến.
Ánh sáng có thể tồn tại ở một dạng mới chưa từng được biết đến. (Ảnh minh họa: Light Painting Photography).

Để chứng minh điều này, nhóm nghiên cứu dẫn ánh sáng xuyên qua các tinh thể nhằm tạo ra chùm ánh sáng có dạng vít xoắn. Mục đích ban đầu của thí nghiệm là tìm kiếm những đặc tính ánh sáng giúp cải thiện phương pháp truyền tín hiệu quang học.

Khi Eastham và cộng sự phân tích chùm ánh sáng đặc biệt bằng lý thuyết cơ học lượng tử, họ nhận thấy xung lượng góc của chùm sáng có giá trị bằng một nửa hằng số Planck, một kết quả nằm ngoài kỳ vọng của nhóm nghiên cứu. Họ công bố phát hiện hôm 29/4 trên tạp chí Science Advances.

Thí nghiệm không những chỉ ra sự tồn tại của một dạng ánh sáng mới mà còn cung cấp mảnh ghép hoàn chỉnh cho cơ học lượng tử. Kể từ những năm 1980, giới nghiên cứu vật lý lý thuyết dự đoán cơ học lượng tử cho phép các hạt có số lượng tử không phải số nguyên. Với phát hiện này, lần đầu tiên dự đoán của thế kỷ trước được khẳng định.

"Ánh sáng luôn là một trong những chủ đề được các nhà vật lý quan tâm, đồng thời cũng là một trong những lĩnh vực được nghiên cứu kỹ càng nhất", Stefano Sanvito, một thành viên nhóm nghiên cứu chia sẻ. "Phát hiện này là một đột phá trong thế giới vật lý và khoa học".

Nghiên cứu có tác động lớn tới hiểu biết của con người về ánh sáng, hứa hẹn mở ra những ứng dụng giúp cải thiện tốc độ và an ninh dọc theo sợi cáp quang cùng với kết nối Internet nhanh hơn, an toàn hơn.