ضوء يدفع الذرة جانبًا سريع
عادةً ما يدفع الضوء الذرة في مسار مستقيم، مثل الريح التي تدفع الشراع. لكن إذا لُفَّ الشعاع على هيئة برغي، يتغير المشهد: قد تنحرف الذرة جانبًا، وكأن عجلة دوّارة علقت بها. في دراسة جديدة، حسب الفيزيائيون أن مثل هذا الفوتون الدوّار قادر على نقل دوره إلى الذرة بالكامل تقريبًا — حتى 100 بالمئة.
لتحقيق ذلك، يجب أن يكون الاصطدام وجهاً لوجه وبدقة عالية: يجب أن تمر الذرة على مسافة أقل من بضعة نانومترات من محور الشعاع. وإذا أخطأنا الهدف قليلًا، تنخفض حصة الدوران المنقول، وتبدأ الذرة نفسها في الدوران بشكل غير مستقر. وجد العلماء قاعدة بسيطة: تعتمد النتيجة على عدد المرات التي يكون فيها الخطأ أكبر من حجم الذرة كموجة.
المثير للاهتمام أن هذا الضوء الملفوف يسمح للذرة بالقيام بانتقالات محظورة بواسطة الضوء العادي. صحيح أن أقوى الانتقالات تظل عادية، لكن الضعيفة «المحظورة» يمكن رؤيتها أيضًا. وإذا وصل الضوء في ومضة قصيرة جدًا — بيكوثانية — فإن شكل خط الامتصاص للذرة يتغير بشكل ملحوظ، ويمكن قياس ذلك.
أطلق المؤلفون على تأثيرين: «الضربة الفائقة»، عندما تنحرف الذرة جانبًا بالقرب من الشعاع الدوّار، و«الضربة الذاتية»، عندما تكون الذرة نفسها ملفوفة في البداية وتتلقى دفعة من شعاع عادي. يمكن اختبار كلا التأثيرين تجريبيًا باستخدام حزم ذرية باردة أو أيونات في مصائد.
وهكذا يتوقف الضوء عن كونه مجرد «دافع» ويصبح أداة قادرة على لف الذرة وتوجيهها على المسار المطلوب.
الضوء الدوّار الذي نتحدث عنه يشبه شعاعًا تكون جبهته الموجية ملتوية مثل سلم حلزوني. يحمل هذا الضوء ليس فقط الطاقة، بل أيضًا عزم الدوران.
في الخيال العلمي، كثيرًا ما تُستخدم الأشعة لالتقاط الأجسام وتحريكها. هنا، يمكن للضوء فعلًا أن يلف الذرة مثل إعصار صغير.