可靠地引导和捕获光波是各种当代技术(包括通信和信息处理系统)发挥作用的核心。引导光波的最传统方法利用光纤和其他类似结构的全内反射,但最近物理学家一直在探索基于其他物理机制的技术的潜力。
南加州大学的研究人员最近设计了一种高度创新的捕获光的方法。这种方法在《自然物理学》中引入,利用了拉格朗日点的奇异特性,拉格朗日点与控制原始天体轨道的平衡点相同,例如太阳-木星系统中所谓的特洛伊小行星。
“拉格朗日点的发现恰好是这项研究的关键,可以追溯到莱昂哈德·欧拉和约瑟夫·路易斯·拉格朗日的早期工作,他们发现在这些位置,两个大物体施加的引力可以是论文合著者 Mercedeh Khajavikhan 和 Demetrios N. Christodoulides 告诉 Phys.org。
“虽然其中一些要点,特别是 和 ,已经被用作太空中的战略位置,以最小的推进剂消耗实现卫星稳定性(例如詹姆斯·韦伯望远镜和最近部署的 Aditya L1 卫星),但我们的研究重点是和拉格朗日点。”
特洛伊小行星是一大群与木星在同一轨道上绕太阳运行的小行星。拉格朗日点以发现拉格朗日的著名数学家拉格朗日的名字命名,是同一系统中两个物体(例如太阳和木星)的引力在空间中产生增强的吸引和排斥区域的位置。
作为研究的一部分,Khajavikhan 和 Christodoulides 着手研究利用这些位置的独特物理特性来引导和捕获光波的潜力。研究人员在论文中表明,在光学应用中使用拉格朗日点在某种程度上类似于捕获太阳-木星轨道内的特洛伊小行星。