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1.媒體來源:
自由時報
2.記者署名:
〔編譯陳成良／綜合報導〕
3.完整新聞標題:
28年理論成真！「電磁渦旋砲」問世 通訊革命或將來臨
4.完整新聞內文:
28年理論成真！「電磁渦旋砲」問世 通訊革命或將來臨
https://img.ltn.com.tw/Upload/news/600/2024/09/19/4804722_1_1.jpg
「電磁渦旋砲」（electromagnetic vortex cannon）示意圖。（取自Applied Physics
Reviews期刊）
2024/09/19 16:19
〔編譯陳成良／綜合報導〕物理學家成功研發出「電磁渦旋砲」（electromagnetic
vortex cannon），結合了渦旋環（vortex rings）與電磁學（electromagnetic）兩大迷
人現象，實現了28年前的理論預測，為未來通訊、國防及太空探索等領域帶來革命性的應
用前景。這項突破不僅印證了長期以來的理論，還有望成為下一代科技的關鍵基礎，尤其
在資料傳輸、編碼及目標探測技術上，提供全新解決方案。
據科學媒體《IFLScience》報導，渦旋環是一種常見的流體動力學現象，當高速射流穿過
靜止流體時，摩擦力會形成環狀旋轉結構。這類現象廣泛存在於自然界，某些海洋生物甚
至利用渦旋環來捕捉獵物，例如水母等小型生物可能因接近這類渦旋而面臨生命危險。研
究人員幽默地表示：「渦旋環的景象壯觀，但如果你是一隻水母，可不要靠得太近。」
https://www.youtube.com/watch?v=JXkWSgU-CL0
早在1996年，物理學家R·W·赫爾沃斯（R. W. Hellwarth）和P·努奇（P. Nouchi）便
理論上提出了「飛行甜甜圈」（flying doughnuts）的概念，預測可在自由空間中產生並
傳播電磁渦旋。然而，這一現象直到近日才由國際研究團隊成功實驗觀測並證實。
這個研究團隊研發了一種裝置，能夠產生微波環形脈衝（microwave toroidal pulses）
，類似於電磁版的「空氣渦旋砲」。他們使用一個超寬頻的特殊天線，成功製造出旋轉的
電磁波。當天線發射時，會產生瞬間壓力差，形成穩定的電磁渦旋環。這些渦旋環不僅在
長距離傳輸時能夠保持形狀和能量，還具備像斯格明子（skyrmions）這樣的特殊結構，
能夠自動修復自身的損壞，確保其穩定性和持續性。
研究人員透過實驗，精確繪製出這些渦旋脈衝在自由空間中的結構圖，並展示了它們在傳
播過程中的動力學特性。這項技術具備廣泛的應用潛力，特別是它的光譜和偏振特性，能
傳輸比傳統電磁波更多的資訊，有可能成為未來通訊網路的核心技術。研究人員表示，這
項技術在資料傳輸和編碼方面具有突破性，為現有技術瓶頸提供了全新的解決方案。
此外，此外，電磁渦旋環即使在受到環境干擾時，依然能維持結構的穩定，這讓它在遙感
技術（remote sensing）和目標探測領域展現出巨大的應用潛力。研究團隊解釋：「透過
分析這些渦旋脈衝的特殊模式，我們可以開發出更精準且可靠的目標探測與定位技術，不
論是在國防系統還是太空探索方面，都有著非常重要的應用前景。」
這項研究近日發表於《應用物理評論》（Applied Physics Reviews）期刊，為未來科技
的發展開啟了全新可能性。隨著更多後續研究的展開，電磁渦旋砲在各領域的應用將會更
加深入，帶來革命性的技術變革。
https://www.youtube.com/watch?v=oruA427cpTg
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6.備註:
https://www.youtube.com/watch?v=mlGycbFxrSE
水母：我沒說好要進化啊？(暈)
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http://www.youtube.com/watch?v=m-QXmqX7k8Q
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