28年理論成真！「電磁渦旋砲」問世 通訊革命或將來臨
2024/09/19 16:19 自由時報
〔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。」
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://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/4804722
備註:
記者激動到用了兩次 此外
這算7G嗎 ??
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