Короткий лазерный импульс скручивает свет в трёхмерный штопор экспресс
Резкий рывок за витой шнурок посылает по нему спиральную волну. Так и сверхкороткая лазерная вспышка в кристалле RhSi рождает свет, мгновенно закрученный в трёхмерный штопор. Это проявление высокогармонической генерации: словно мощный щипок заставляет электроны взлетать выше и, возвращаясь, излучать сразу множество цветов — от красного до рентгена.
Сам кристалл RhSi — уже скрученный шнурок: его атомная решётка закручена как винт и бывает «правой» или «левой». Эта асимметрия придаёт рождающемуся свету строго определённое вращение. Внутри него вейлевские фермионы ведут себя подобно частицам без массы, суля электронику на закрученных лучах вместо токов.
Идея восходит к Чарльзу Таунсу, создателю лазера. Теперь физики управляют формой световой волны за аттосекунды — это в миллиард раз быстрее щелчка камеры. Неожиданный бонус: такая «световая пружина» может кодировать данные направлением витков, удваивая объём информации.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2603.05346
High harmonic generation (HHG) in solids results from an interplay between intraband acceleration and electron-hole recombination driven by a high-intensity laser pulse. Here, we theoretically reveal that the driving pulse duration can play a major role in extending HHG to higher photon energies by promoting higher conduction band excitations. The effect is present in a conventional semiconductor as Si, restricted in a large-gap insulator as MgO, and most prominent in RhSi, a prototypical chiral Weyl semimetal presenting numerous band crossings. Further, we elucidate the HHG selection rules in RhSi required for the synthesis of attosecond locally chiral light. The chiral crystal structure enables the generation of a local 3D electric field exhibiting an asymmetric instantaneous torsion on attosecond timescales. A pronounced circular dichroism emerges when the driving helicity is either aligned with or opposite to the crystal handedness. Our findings motivate future experiments in chiral Weyl semimetals to track high-energy band crossings and in-situ locally chiral light, paving the way for chiral compact light sources and light-wave driven topological electronics.
Словно левая и правая рука, кристалл RhSi не совпадает со своим зеркальным отражением, и это «учит» свет закручиваться только в одну сторону.
В «Солярисе» Станислава Лема океан порождал асимметричные структуры; здесь асимметричный кристалл сам скручивает свет — почти как разумный материал.