光のホプフィオンが持つ3次元渦構造の可視化に成功！
－光を用いて物質中に3次元渦構造を創成する物質光操作の第一歩－

　千葉大学分子キラリティー研究センターの尾松孝茂教授、同センター（国際高等研究基幹兼任）のSrinivasa Rao Allam特任講師、同大学大学院融合理工学府博士後期課程3年の田村理人氏、デューク大学のNatalia M. Litchinitser教授らの共同研究グループは、光ホプフィオン^注1)を集光照射し、その偏光の渦構造をアゾポリマー^注２）に転写することにより、光ホプフィオンの3次元渦構造を可視化することに成功しました。転写されたアゾポリマーの表面には、光ホプフィオンの偏光の入れ子構造を反映した半月状の凹凸構造が形成され、光ホプフィオンの位相変化に対応した偏光の結び目構造がレリーフとして可視化されています(図１)。
　この成果は、光によってホプフィオンのような３次元準粒子を、液晶などさまざまな物質に生成できる可能性を示唆し、物理学や材料科学における新たな知見をもたらします。
　本研究成果は、2024年11月9日（現地時間）に学術誌ACS photonicsにてオンライン掲載されました。

注１）光ホプフィオン：光の位相と偏光構造が３次元的に絡み合ったねじれた渦構造を持つ光。ビームの伝搬において、位相の変化が結ばれることで、位相の結び目（ホップファイバー）を有する。

注２）アゾポリマー：アゾベンゼン分子を含む高分子。可視光を照射すると光異性化反応を起こし、光の輻射力（光のエネルギーの流れに沿って物質に働く力）によって質量移動を起こす。その結果、照射光の偏光や波面を反映したユニークな表面構造（表面レリーフ）が形成できる。