物理教科书可能被重新书写，科学家发现了高能激光的“神秘烟圈”

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STOVs ，图中细小灰色环状物）是最新发现的三维立体光结构，极其类似于烟圈。不像其他光漩涡，时空光漩涡是实时动态的，这意味着它是沿着中心光脉冲传播的。相比其他激光漩涡，时空光漩涡将有助于更多的工程应用。

近日，马里兰大学的物学家们有了全新的发现—— 只要满足正确的条件，高能激光束将会把自身当作镜头，并“自聚焦”成为一束更紧密甚至更强力的光束 ，而这些自聚焦的激光脉冲还会产生狂暴的光能涡流，极其类似烟圈。 这种甜甜圈形状的光结构被称为“时空光漩涡” ，在其中，光能流经环的内部之后再循环回外部。

这些漩涡与光脉冲同速传播，并控制能量流围绕自身——关于这种最新发现的光结构的相关论文于2016年9月9日发表在了《Physical Review X》上。

研究者将激光烟圈命名为“时空光漩涡” ，或者STOVs（spatiotemporal optical vortices，见下图）。这种光结构无处不在，并且只要满足正确的条件，使用任何强力的激光器都可以制造。该团队甚至怀疑， 这种时空光漩涡可以解释数十年来在高密度激光研究中出现的各种反常的结果，以及无法解释的现象。

“激光已经被研究了数十年，但我们才刚刚发现，时空光漩涡就在我们眼皮底下，”霍华德·米尔希伯格（Howard Milchberg）说道。他任职于马里兰大学电子与应用物理研究所，同时也是这篇论文的主要作者。

“这是一种固有的、自发的、并且无时不在的特性。这种特性的发现，意味着我们过去三十年在该领域的研究没有白费。”

“自上世纪90年代以来，传统光漩涡（例如轨道角动量漩涡）就被研究用以发展显微镜、电子通信以及其他应用技术。通过在光自身中建立小结构，这些漩涡可以实现选择性照明，”该论文的第一作者尼哈尔·哈格尔（NihalJhajj）说道，他是电子与应用物理研究的研究生。

在先前的研究中，空间光漩涡已为科学家们熟知——其中最主要的“轨道角动量”（OAM）漩涡 ，即光能会围绕其传播方向旋转，就像是水从洗脸池排空时围绕排水口所形成的漩涡一样。由于这种漩涡可以影响中心光束的形状， 它对于一些高级应用十分有效，例如高分辨率显微镜。

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