南加州大学维特比学院的研究人员报告了对一种称为特洛伊光束的奇特引导光波的首次观测。与直觉相反的是，这些光子波前被困在无处可去的地方——在完全不显眼的区域，那里不存在传统的波导结构。导致这种意外行为的原因是光学诱导拉格朗日点的存在，这些稳定位置负责捕获太阳-木星系统中的特洛伊小行星。
这些发现在《自然物理学》杂志上的一篇新文章中进行了详细介绍。
拉格朗日点最早是由数学家莱昂哈德·欧拉和约瑟夫·路易斯·拉格朗日在 18 世纪天体力学的背景下预测的。在这些位置，两个大质量天体的引力平衡了施加在较小小行星上的离心力。其中一些拉格朗日点已经被几个机构用作太空中的“停车位”，使卫星能够以最小的燃料消耗保持稳定的位置，例如詹姆斯韦伯望远镜和最近发射的Aditya L1航天器。
但也许其中最奇特的是L_4和L_5拉格朗日点，在那里，特洛伊小行星，比如在太阳-木星轨道上，可以通过科里奥利力无限期地捕获。南加州大学团队部署的正是这些要点，用于实验演示光学特洛伊木马光束。由谢明玲电气与计算机工程系的Mercedeh Khajavikhan教授和Demetri Christodoulides教授领导的研究小组希望这些不寻常的特征可以使特洛伊木马束用于传统引导方法不可能的光学环境中 - 例如液体和气体系统。
参与本研究的研究生和博士后 Haokun Luo、Yunxuan Wei、Fan Wu 和 Georgios Pyrialakos 利用光固化硅油圆柱体中的扭曲螺旋排列，利用其较大的热光效应诱导了光学拉格朗日点。
“有趣的是，即使在散焦环境中，在折射率轮廓完全正常的点上，也捕获了由此产生的光学特洛伊光束 - 没有可以预测引导行为的特征，”Christodoulides说，史蒂文和凯瑟琳在ECE工程中。
ECE的IBM早期职业主席Khajavikhan补充说：“我们的工作表明，这个过程可以以以前无法想象的方式捕获光。这些发现可能具有超出标准光波导方案的意义，并且可以普遍适用于其他波系统，例如声学和超冷原子。看到在天体力学等不相关领域出现的概念如何应用于光学等其他领域，总是令人着迷。
