電子科技大學(xué)教授王秉中課題組通過理論和實(shí)驗(yàn)研究，提出并產(chǎn)生了一種新的電磁準(zhǔn)粒子——混合渦環(huán)。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。

渦環(huán)是一種常見的自然現(xiàn)象，具有誘人的拓?fù)浔Ｗo(hù)旋轉(zhuǎn)前進(jìn)行為，已經(jīng)在流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、電磁學(xué)中引發(fā)一輪研究熱潮。課題組提出的混合渦環(huán)由矢量電磁渦環(huán)和標(biāo)量電磁渦環(huán)耦合而成，融合了拓?fù)渌垢衩髯?、橫向軌道角動(dòng)量、電磁渦街等重要特征。

該研究提出的混合渦環(huán)理論和產(chǎn)生方法，不僅適用于微波頻段，也適用于太赫茲和光學(xué)等頻段，在現(xiàn)代無線系統(tǒng)中具有巨大的應(yīng)用潛力。首先，混合渦環(huán)具有拓?fù)浔Ｗo(hù)的抗擾動(dòng)傳輸特性，有望提高信息和能量傳輸?shù)姆€(wěn)定性；其次，混合渦環(huán)中同時(shí)含有兩種重要的信息傳輸載體——橫向軌道角動(dòng)量和斯格明子，這為在不增加傳輸口徑的情況下大幅提高信息容量提供了可能；再次，混合渦環(huán)中含有大量具有不同特性的空時(shí)奇點(diǎn)和亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，可以用于超分辨率探測(cè)與成像；最后，混合渦環(huán)中的特殊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為粒子操控和新型波與物質(zhì)相互作用提供了機(jī)遇。