Камень падает в спокойную воду — и по глади расходятся ровные кольца. Если же камень не просто падает, а ещё и вращается, на поверхности появляются маленькие воронки — вихри. Свет умеет делать то же самое, только вместо воды — само пространство и время.
Физики обнаружили: световой импульс, налетая на простое препятствие, способен сам собой закрутиться в пространственно-временной вихрь. Закрутка в нём происходит не только в плоскости, но и во времени. Раньше для этого требовались сложные устройства, которые шаг за шагом меняли форму волны. Теперь выяснилось, что достаточно дать волне рассеяться — и вихри с контролируемым зарядом возникают естественно, словно водяные воронки за кормой лодки.
Такие вихри оказались на удивление устойчивыми — они не распадаются при движении, в отличие от многих других световых структур. Это как если бы дымовое кольцо, вылетев из трубы, сохраняло идеальную форму километр за километром.
Способность получать такие структуры без сложной аппаратуры — универсальный ключ. Он пригодится везде, где нужно управлять светом на микроуровне: от оптических пинцетов, удерживающих живые клетки, до передачи информации в оптоволокне. Свет сам лепит из себя кольца и воронки — стоит лишь дать ему повод.
Вихревые кольца в жидкости могут проходить сквозь друг друга, не разрушаясь — похоже на то, как два дымовых кольца проходят одно сквозь другое. Световые вихревые кольца ведут себя так же.
В романе «Солярис» Станислава Лема океан создаёт сложные пространственные структуры — возможно, используя подобные вихревые механизмы.