Луч света обычно распространяется по прямой, но его можно заставить вращаться вокруг оси — подобно воде, закручивающейся в воронку при сливе. Такой «вихревой» свет, несущий орбитальный угловой момент, способен передавать больше информации и востребован для сверхбыстрой связи и квантовых вычислений. Проблема заключалась в том, что для создания таких лучей требовались громоздкие линзы, зеркала и прецизионная настройка — целый оптический стол.

Теперь группа исследователей реализовала это на кристалле толщиной всего 46 нанометров — это меньше сотой доли толщины человеческого волоса. Кристалл состоит из слоёв дисульфида молибдена — слоистого материала, напоминающего графит в карандаше, — уложенных особым образом. Когда на него падает инфракрасный лазерный луч, кристалл испускает свет с удвоенной частотой — это как если бы музыкант взял ноту на октаву выше. И вот этот новый свет уже закручен.

Переключение происходит невероятно быстро — быстрее, чем одно колебание световой волны. Это открывает путь к крошечным устройствам, которые управляют светом на чипе, без громоздкой оптики. В будущем такие кристаллы могут стать основой для компактных квантовых компьютеров и защищённых каналов связи, где информация кодируется именно в закрученности света.