NASA 宇宙の記録｜今日の天体写真 (APOD)【みんなの知識ちょっと便利帳】

光は回転するだけでなくねじれることもできる Light Can Twist as Well as Spin

⚠️ 特定の写真家による著作物

光は私たちが考えていたよりも複雑です。天文学者が光を測定する際、通常は光の方向、エネルギー、そしてスピン偏極（場合によっては）に注目します。しかし近年、光子が軌道角運動量（OAM）を持つ可能性がより広く認識されるようになりました。これは、地球が太陽の周りを公転し、同時に自転していることと古典的に類似した特性です。上の図では、OAMを持つ光子の波面は、OAMがゼロの光の平坦な面とは対照的に、ねじれていることが示されています。OAMを持つ光は、通信の情報量を増やしたり、特定の種類の天体源を識別したりするために利用できる可能性があります。一般的なレンズを通過すると、OAMのない光は一点に焦点を合わせますが、OAMのある光はリングに焦点を合わせます。しかし、宇宙を跳ね回る光のほとんどはOAMが非常に少ない（またはゼロ）ため、形成されるリングは測定するには小さすぎます。他の有望な測定方法があったとしても、OAMを天文学的発見に利用することは、理論的な可能性と同じくらい、観測の実用性の問題となる可能性があります。 APOD アップデート: APOD ミラーがポーランドからオンラインになり、アーカイブはポーランド語になりました。

原文（English）

Light is more complicated than we thought. When astronomers measure light, they are usually concerned with its direction, energy, and spin polarization (sometimes). Recently, however, it has been more broadly realized that photons can also have orbital angular momentum (OAM), an attribute classically analogous to the Earth orbiting the Sun as well as spinning on its axis. Pictured above, the wave-front of a photon with OAM is shown to be twisted, in contrast to the flat plane of zero OAM light. Light with OAM might be used to increase the information content of communication or to discern specific types of astronomical sources. Passing through a common lens, light without OAM focuses to a point, whereas light with OAM focuses to a ring. Most light bouncing around the cosmos, however, is expected to have so little (or zero) OAM that the created ring is too small to measure. Even given other promising methods for measurement, exploiting OAM for astronomical discovery might be as much an issue of observational practicality as theoretical possibility. APOD Update: APOD mirror now on-line from Poland with archive in Polish.

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