【光学】光の偏光から「メビウスの帯」の作成に成功 - マックスプランク研究所など©2ch.net

掲載日：2015年1月30日
http://www.sci-news.com/physics/science-mobius-strips-light-02451.html

An international team of physicists, led by Dr Thomas Bauer from the Max Planck Institute for the Science of Light
and the Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuremberg in Germany, has experimentally produced a
three-dimensional geometrical structure called Möbius strip from the polarization of light.

Numerically calculated and experimentally observed optical polarization Möbius strips.
Image credit: Thomas Bauer et al, 10.1126/science.1260635.
http://cdn4.sci-news.com/images/2015/01/image_2451-Moebius-Light-Strips.jpg

Light is an electromagnetic wave, and as such it has an electromagnetic field. The direction in which the
electric component of this field oscillates is commonly referred to as the light’s polarization.

Polarization, for example, is the key to understanding glare-reducing polarized sunglasses and making 3D cinema possible.

The polarization of sunlight beams is usually random, which means the orientation of the electric field is independent
from one beam to another.

But when light is reflected from many objects, the reflected light becomes polarized in a specific direction,
parallel to the surface that is reflecting the light.

“Demonstrating that a Möbius strip can be made of polarization states of light is interesting not only for improving
the fundamental understanding of optical polarization but also because it could be used to generate complex structures
at micro and nanoscales,” said Dr Bauer and his colleagues, who reported the results in the journal Science.

In their experiment, the team used a specific, rather exotic, type of light beam: a tightly focused laser beam that
they refer to as structured light.

Structured light has a very specific polarization and intensity distribution in the light beam – and therefore
the electromagnetic field oscillates differently for different parts of the beam. It is not always at right angles
to the direction the light is moving in, as would be the case in a standard laser beam.

In this highly structured beam, there will be components of the electric field in all three dimensions. Moreover,
different parts of the beam will have different electric field components in different directions.

To create the structured beam and measure its polarization, Dr Bauer and his colleagues used a series of optical tools.

The laser light is first passed through a q-plate – a liquid crystal lens. To image the polarization they used
a nanoparticle. This particle was scanned over the cross-section of the beam and they observed the light it scattered.

By determining how the light was scattered, and effectively using it as an interferometer, the polarization of
the light beam at the focus is detected, and consequently the Möbius strips emerge.

The Möbius strips show how the electric field is oriented at each position on a circular path surrounding the axis of
the laser beam.

Depending on the particulars of the structure of laser beam, the scientists observe Möbius strips of polarization
having 3/2 or 5/2 twists.

“These strips demonstrate the rich structure that a light beam can possess at very small, subwavelength distance scales,”
said Prof Robert Boyd of the University of Rochester and the University of Ottawa.

“Moreover, the measurement technique used here holds great promise for probing the nanostructure of
other sorts of light beams.”

<参照>
Generating Möbius strips of light : NewsCenter
http://www.rochester.edu/newscenter/generating-mobius-strips-of-light/

Observation of optical polarization Möbius strips
http://www.sciencemag.org/content/early/2015/01/30/science.1260635

だと思ったよ

邦訳記事はありませんでしたm(_ _)m

それは無茶

誰か訳してくれませんか？

英語の文章、単語も構文も別に難しくないのに、
内容を全く理解できないｗｗ
たぶん日本語で読んでも同じ印象になるんだろうな。

日本語で

偏光ってのは光の振幅の方向だわな


それを制御することに成功したってことだよ

多分日本語に訳してもわからないと思うｗｗｗ
4コママンガでｗ

業務報告かよ

>>7
どんな道具を使ったか、とかは単語を読み取れるんですよね？

清家新一のUFO理論ですな

＞2本の偏光した緑色レーザーを波長よりも小さいナノサイズの金粒子で散乱させた。
＞干渉した結果として、偏光パターンが3回または5回ひねったメビウスの帯のようになった。

測定関係の話くさいな
光学的に小さいものを測定するには波長という限界がある
それを超えるブレイクスルーになりうるといったところか

目的は何？
「やってみたかってん！」ってやつ？

メビウスってば、なんでメビウスは４３０円なんだよ。４１０円にしろよ。
１０円もったいないからケント１にしてるけど、ほんとはメビウスが好きなんだよ。

ようするに光学ディスクが超大容量になって復活するってことよ

>>15
同じ事を思ったよ（´・ω・｀）

要は「光の偏光を自由に制御し、かつその制御した様を観測できる技術を披瀝した」
ってことでしょ。メビウスの帯は、そのための賑やかしに使われただけ。

>>1
Be〜yond The Time〜♪

カイザー・ウィルヘルム研究所

そもそも、光の構造物ってなんだよ？？？

大佐の命が…吸われていきます！

>>1
なるほどな

>>20
それを待ってた！

悟空さのことでしょ

メビウスに見えるトロイダルなんじゃねーの？

クラインフィールドができたってことか?

１０年前使ってたシャープのメビウス、マジでクソだったわ

熱設計がダメでブン回すと暴走して止まるノートパソコンとか無いわ

C-MOON

>>10
四コマ漫画なら>>1に画像あるじゃん！

要するに今後、もっと迫力のある３D映画やリアルと見まがう程の立体エロ画像を
楽しめるという事だ

ドイツのマックス・プランク光学研究所とフリードリヒ・アレクサンダー大学
エアランゲン＝ニュルンベルクのトーマス・バウアー博士が率いる国際チームは、
光の偏光でメビウスの輪と呼ばれる3次元の幾何学構造を実験的に作りました。

数値計算され、実験的に観測されたメビウスの輪構造の偏光
http://cdn4.sci-news.com/images/2015/01/image_2451-Moebius-Light-Strips.jpg

光は電磁波であり、したがって電磁場を持ちます。
その場の電界成分が振動する方向は、一般に偏光と呼ばれます。
偏光は、例えば眩しさを減らすサングラスの原理を理解したり
3D映画を可能にしたりするための鍵となります。
太陽からの光の偏光はふつうランダムです。つまり電界の向きが光線ごとに
異なっているということです。
しかし多くの物体において、光が反射されるとき反射光は特定の方向
（光を反射する物体表面に平行な方向）だけに偏光したものとなります。

「光の偏光状態によってメビウスの輪ができることのデモが興味深い理由は、
光の偏光についての基本的な理解をより良くするからというだけはありません。
マイクロそしてナノスケールの複雑な構造を造るのに利用できるかもしれないからです。」とサイエンス誌で報告したバウアー博士と同僚は語ります。

この実験において研究チームはある特定の、というよりも風変りなタイプの
光線を使いました。それはストラクチャード・ライト（立体パターン光）と
呼ばれる十分に収束されたレーザー光です。
ストラクチャード・ライトは非常に限定された偏光と光線中の光強度分布を持ちます。
その電磁場は光線の場所ごとに異なる方向に振動します。
その方向とは、普通の光のように光の進行方向と常に直角、ではありません。
その高度に構造化された光線において、電界は3次元すべての成分をもちます。
さらに光線の場所ごとに、様々な向きの様々な電界成分を持ちます。

構造化された光線を作りその偏光を測定するために、バウアー博士と同僚は
一連の光学ツールを使いました。
レーザー光はqプレートと呼ばれる液晶レンズを通ります。
偏光を可視化するために、彼らはナノ粒子を使いました。
彼らは光線の断面上の粒子を調べ、散乱した光を観測しました。
どのように光が散乱するかを調べ、またそれを効果的に干渉計として
利用することによって、焦点で光線の偏光が検知されます。
その結果、メビウスの輪が浮かび上がります。

このメビウスの輪とは、レーザー光の光軸をとりかこむ円形の経路上の
各位置において、電界がどのような向きを向いているかを示したものです。
レーザー光の構造の細かい情報に依存した、3/2ひねりや5/2ひねりを持った
偏光のメビウスの輪たちを科学者たちは測定しました。

「これらの輪たちは非常に小さい、波長以下のスケールにおいて
光線はバラエティ豊かな構造を持つことができることを実証しています。」と
ロチェスター大学およびオタワ大学のロバート・ボイド教授は語ります。
「更にこれに用いられた測定技術は、別種類の光線のナノ構造を調べる際にも
有用だと期待できます。」

考え方を変えるんだ！
光が偏向したのではなく俺達の世界（フォログラム）が偏向してると。

>>34
偏光ね(´・ω・`)

円偏光か
波長が整数ではなく.5で一回転すると逆相になるように偏光する
それでメビウスの輪と

あぁ〜メビウスの輪から〜抜け出せなくて〜♪
平和より愛しさより〜以下略

光の屈折を利用して光をメビウスの輪状にできたって事だろ？
その装置を弾丸にして光をどんどん貯めこんでいって発射すれば
軽いビーム兵器だな

微細構造を偏光を利用してフーリエ変換みたいに画像化…みたいな感じ？

縦スクロール型としては画期的だったよ
隠しコマンドの走りでもあったね

偏光グラスを通してみると戸棚のガラスに映った外の景色が見えたりみえなかったりするのはなぜかっていう口頭試問を思い出した。
若かったな。

てん・・てててん　てん　てん　てててん

>>36

>>33を読む限り違うんだがｗｗ

>>33
読んでも判らないのは、structured light という何気ない表現が、
ブラックボックスになってるせいだな。
他は当り前のことを説明してるだけで情報が乏しい。

せめて翻訳記事にしようや

>>44
しっかりと内容書いてあるし

クラインの壺もメビウスの輪も2次元世界の概念なんだよな
体積を持つ3次元世界では成り立たない
ユークリッド幾何学のトーラス（ドーナツ）構造も同じ

>>47
面という概念が3次元じゃ通用しないってことか
しかし偏光面ていうのは面だろ
その偏光を作り出すのが平面
波長より短い細かさの平面があれば光にとっては面と同じ意味になる
つまり3次元的な物体を面という概念にあてはめられる状況も作り出せることになる
考えようによっては成り立たないとは言い切れないんじゃない？

液晶使って変更制御するのか
面白い
千葉大に似た研究してる先生いるよね
ラゲールガウシアンの

ノーベル平和賞は物故者を対象にはしないので後藤健二氏には贈れないが
後藤氏が設立した映像通信会社インデペンデント・プレスが受賞する形で
間接的ながら後藤氏を顕彰できないだろうか。
「イスラム国」に殺害された非武装の文民被害者へ（間接的ではあっても）ノーベル平和賞が
実質的に贈られれば「イスラム国」への大きな追い討ちともなろう。

半分に切ると大きな輪になるのかえ？(´・ω・｀)

これは究極的には光を静止させる事が出来るのでは？
実際には小さく回転している状態で静止はしてないが・・・
見かけ上静止した光の構造物が完成する