| dbo:abstract
|
- Orbitální moment hybnosti (anglicky: orbital angular momemtum, zkratka OAM) světla a jiných druhů záření je fyzikální veličina, jež představuje jednu ze složek celkového momentu hybnosti. Tato složka je přitom na rozdíl od vlastního momentu hybnosti závislá na prostorovém rozložení pole, kterým je záření popsáno. V případě světla je tedy jeho orbitální moment hybnosti závislý na rozložení elektromagnetického pole světelného paprsku. Vlastní moment hybnosti souvisí z pohledu klasické fyziky s polarizací světla, z pohledu fyziky kvantové pak se spinem jednotlivých částic světla, fotonů. Zhruba řečeno tak lze celkový moment hybnosti fotonu rozložit do dvou složek, a sice do spinu, nezávislého na volbě souřadného systému, a pak právě do orbitálního momentu hybnosti, jehož velikost závisí na volbě souřadnic. Na rozdíl od spinu, jenž může pro fotony nabývat v daném směru pouze hodnot dvou, 1 a -1, je však rozsah hodnot orbitálního momentu hybnosti neomezený. Obě složky momentu hybnosti navíc odlišně interagují s hmotnými předměty. Zatímco spin roztáčí předmět kolem jeho vlastní osy, odpovídá orbitální moment hybnosti rotaci předmětu kolem osy svazku. Ačkoli je existence nenulového orbitálního momentu hybnosti obecná vlastnost, vyskytující se pro světelné záření s různým průběhem elektromagnetického pole, bere se velmi často za reprezentativní příklad polí rodina . Tyto svazky se vyznačují šroubovicovitým průběhem fáze — místo toho, aby byly jednotlivé vlnoplochy těchto svazků rovinami, jako je tomu v případě , obtáčí fáze osu svazku a vlnoplochy tak mají tvar šroubovice. Z tohoto důvodu má svazek na své ose fázovou singularitu, což vede jednak k propadu jeho intenzity na ose, jednak ke vzniku procházejícího jeho prostředkem. Na obrázku vpravo je vyobrazen průřez typického Laguerreova-Gassova svazku vyššího řádu s výrazným minimem intenzity uprostřed. Z pohledu kvantové mechaniky jsou Laguerreovy-Gassovy svazky téměř ideálním představitelem vícerozměrného kvantového systému. Orbitální moment hybnosti takovýchto svazků je totiž kvantovaná veličina, která může nabývat pouze celočíselných hodnot — fotony, jejichž vlnová funkce má tvar takového svazku, nesou celočíselný násobek elementárního momentu hybnosti, jehož velikost je rovna jedné redukované Planckově konstantě. Foton se může nacházet v kvantové superpozici různých svazků a kvantové stavy většího počtu fotonů mohou vykazovat kvantové provázání. V současné době lze Laguerreovy-Gaussovy svazky vytvářet holografickými technikami, kdy se nechá světelný paprsek v základním módu dopadat na hologram, jenž paprsku dodá vhodně zvolenou šroubovicovitou fázi. Pro snadnost jejich generování i měření se takové svazky čím dál více studují v kontextu přenosu informace, a to jak v klasickém tak i kvantovém režimu. Využitím takovýchto svazků lze zvýšit informačních kanálů a v mohou tyto sloužit jako vícerozměrné zobecnění kvantových bitů. Další důležitou aplikací těchto svazků je manipulace malých objektů. Silným světelným paprskem ve formě Laguerreova-Gaussova svazku lze roztáčet miniaturní mechanické motorky, kdy jsou směr a rychlost rotace určeny po řadě znaménkem a hodnotou odpovídajícího orbitálního momentu hybnosti. Orbitální moment hybnosti záření zůstával dlouhou dobu nepovšimnut a jeho studium zaznamenalo rychlý rozvoj až počátkem devadesátých let minulého století. Ačkoli je zdaleka nejprostudovanějším případem záření elektromagnetické, a především pak přímo záření světelné, lze orbitální moment hybnosti zavést i pro akustické či dokonce gravitační vlny. (cs)
- El momento angular orbital de la luz —referido a veces como OAM, acrónimo del inglés Orbital angular momentum— es una de las componentes del momento angular de la luz. Depende de la distribución espacial del campo electromagnético, pero no de su polarización. Se puede dividir, a su vez en un ‘momento angular orbital interno’, que es un momento angular propio del haz de luz y asociado a la forma del frente de onda helicoidal o en espiral; y en un ‘momento angular orbital externo’, que depende del origen de coordenadas elegido y que se obtiene con el producto vectorial entre el vector de posición del rayo de luz y su momento lineal total. (es)
- The orbital angular momentum of light (OAM) is the component of angular momentum of a light beam that is dependent on the field spatial distribution, and not on the polarization. It can be further split into an internal and an external OAM. The internal OAM is an origin-independent angular momentum of a light beam that can be associated with a helical or twisted wavefront. The external OAM is the origin-dependent angular momentum that can be obtained as cross product of the light beam position (center of the beam) and its total linear momentum. (en)
- Orbitalny moment pędu światła (ang. orbital angular momentum of light, czyli OAM) jest składnikiem momentu pędu promienia świetlnego, który zależy od przestrzennej dystrybucji pola, ale nie od polaryzacji. Można go dalej podzielić na wewnętrzny i zewnętrzny OAM. Wewnętrzny OAM jest niezależnym od pochodzenia momentem pędu promienia świetlnego, który można skojarzyć z helikalnym albo skręconym czołem fali. Zewnętrzny OAM jest zależnym od pochodzenia momentem pędu, który można otrzymać jako iloczyn wektorowy położenia promienia świetlnego (środek promienia) i jego całkowitego pędu liniowego. OAM jest czymś innym niż spinowy moment pędu światła (ang. spin angular momentum of light, czyli SAM) i nie powinien być z nim mylony. (pl)
|
| rdfs:comment
|
- The orbital angular momentum of light (OAM) is the component of angular momentum of a light beam that is dependent on the field spatial distribution, and not on the polarization. It can be further split into an internal and an external OAM. The internal OAM is an origin-independent angular momentum of a light beam that can be associated with a helical or twisted wavefront. The external OAM is the origin-dependent angular momentum that can be obtained as cross product of the light beam position (center of the beam) and its total linear momentum. (en)
- Orbitální moment hybnosti (anglicky: orbital angular momemtum, zkratka OAM) světla a jiných druhů záření je fyzikální veličina, jež představuje jednu ze složek celkového momentu hybnosti. Tato složka je přitom na rozdíl od vlastního momentu hybnosti závislá na prostorovém rozložení pole, kterým je záření popsáno. V případě světla je tedy jeho orbitální moment hybnosti závislý na rozložení elektromagnetického pole světelného paprsku. Vlastní moment hybnosti souvisí z pohledu klasické fyziky s polarizací světla, z pohledu fyziky kvantové pak se spinem jednotlivých částic světla, fotonů. Zhruba řečeno tak lze celkový moment hybnosti fotonu rozložit do dvou složek, a sice do spinu, nezávislého na volbě souřadného systému, a pak právě do orbitálního momentu hybnosti, jehož velikost závisí na vo (cs)
- El momento angular orbital de la luz —referido a veces como OAM, acrónimo del inglés Orbital angular momentum— es una de las componentes del momento angular de la luz. Depende de la distribución espacial del campo electromagnético, pero no de su polarización. (es)
- Orbitalny moment pędu światła (ang. orbital angular momentum of light, czyli OAM) jest składnikiem momentu pędu promienia świetlnego, który zależy od przestrzennej dystrybucji pola, ale nie od polaryzacji. Można go dalej podzielić na wewnętrzny i zewnętrzny OAM. Wewnętrzny OAM jest niezależnym od pochodzenia momentem pędu promienia świetlnego, który można skojarzyć z helikalnym albo skręconym czołem fali. Zewnętrzny OAM jest zależnym od pochodzenia momentem pędu, który można otrzymać jako iloczyn wektorowy położenia promienia świetlnego (środek promienia) i jego całkowitego pędu liniowego. (pl)
|
