Свет — это не просто прямые лучи, а электромагнитные волны, способные закручиваться в пространстве, словно пара в вальсе. Их суммарную закрученность физики называют орбитальным угловым моментом, и долгое время считалось, что он подчиняется закону сохранения — фундаментальному принципу, который вытекает из симметрий природы, открытых Эммой Нётер. Согласно этому закону, в любой замкнутой системе полный орбитальный угловой момент должен оставаться неизменным, как общее количество вращения в танце, где партнёры лишь передают его друг другу. Но новый детектор, сочетающий спектральный анализ (разложение света по длинам волн) и измерение яркости, показал, что в особых нелинейных кристаллах при рождении пар фотонов этот закон нарушается. Механизм нарушения кроется в пространственном уходе — крошечном поперечном сдвиге световых пучков внутри кристалла. Представьте танцоров на скользком полу: если они чуть разъезжаются в стороны, их общее вращение меняется, хотя каждый по отдельности продолжает кружиться. Так и здесь: рождённые фотоны смещаются, и суммарный орбитальный угловой момент пары перестаёт сохраняться. Самое удивительное, что этот эффект проявляется даже в кристаллах типа I, которые десятилетиями считались идеальными и, как предполагалось, не должны вносить подобные искажения. Открытие не только пересматривает фундаментальные представления о сохранении углового момента в квантовых системах, но и обещает прорыв в квантовой связи: закрученный свет, несущий орбитальный угловой момент, способен кодировать гораздо больше информации, чем обычный прямой луч, открывая путь к сверхплотным каналам передачи данных.
Закрученный свет может передавать данные в сотни раз быстрее, чем обычный лазерный луч — словно спиральный серпантин вместо прямой линии.