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[涨姿势] 天体力学在光学中用于捕获和引导光

作者：精品下载站 日期：2024-12-13 16:31:01 浏览：14 分类：涨姿势

天体力学在光学中用于捕获和引导光

观看如何通过复制太阳系的结构来将光线捕获在“无处可去的地方”。

[涨姿势] 天体力学在光学中用于捕获和引导光

问题的解决方案有时可能来自完全不同领域的想法。 

图片来源：Saibarakova Ilona/Shutterstock.com

自 18 世纪以来，我们就知道，只要其中一个绕着另一个运行，太空中两个大质量物体的周围就会存在特殊点。有些地方会随着较小的轨道物体移动，但与它的距离不会改变；它们是停放航天器和望远镜的好地方。事实证明，你可以复制这个设置，甚至可以用它来设置陷阱光。

该设置涉及拉格朗日点，该点以 18 世纪意大利数学家约瑟夫-路易斯·拉格朗日的名字命名，他与莱昂哈德·欧拉一起预测了拉格朗日点的存在。让我们以地球-太阳系统为例。五个拉格朗日点与地球同时绕太阳运动，一年绕太阳一周。第一个，L1，位于地球和太阳之间。第二个，L2，位于地球之外，我们在那里放置了 JWST 等望远镜。第三个，L3，位于太阳后面的地球轨道上的对面。

最后两个点 L4 和 L5 也位于地球轨道上，但它们以一个非常特定的角度（相对于地球和太阳之间的连线 60 度）位于我们的星球之前和之后。就木星而言，这些就是特洛伊小行星的位置。

研究人员考虑是否可以在不寻常的光学系统（由液体或气体制成）中创建类似的东西。这个想法是创造一个光束自然落入的区域，南加州大学的一个团队找到了如何做到这一点。  

研究小组将一根铁丝放入含有硅聚合物的管子内。然后通电，产生热量并改变聚合物的光学特性。使用的电线形状像螺旋线，产生与拉格朗日点相当的变化，捕捉光线。研究人员将这种被捕获的光称为“特洛伊光束”。

“我们的工作表明，这个过程可以以一种以前无法想象的方式捕获光线。这些发现可能具有超出标准光波导方案的影响，并且可以普遍适用于声学和超冷原子等其他波系统。”该研究的共同领导者 Mercedeh Khajavikhan 教授在一份声明中说道。 

“看到天体力学等不相关领域中出现的概念如何应用于光学等其他领域，总是令人着迷的。”

该研究发表在《自然物理学》杂志上。

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