空氣和電磁波中的渦流環都是令人著迷的結構。最近的研究開發了發射電磁渦旋環的方法，為通訊、感測和數據處理提供了潛在的應用。這項技術可能會徹底改變無線網絡，並為資料儲存和計量領域的創新鋪平道路。

一種能夠發射渦旋環的創新”電磁渦旋炮”已經問世，它與自然空氣渦旋的行為如出一轍。這項技術可增強資料編碼能力和抗環境幹擾能力，從而徹底改變通訊和遙感技術。來源：Ren Wang；Pan-Yi Bao；Zhi-Qiang Hu；Shuai Shi；Bing-Zhong Wang；Nikolay I。 Zheludev; Yijie Shen

旋渦環是一種神秘而迷人的自然現象，在空氣和電磁波中顯示出令人驚嘆的結構和行為。想像一下，一門可以發射渦旋環的空氣砲，會產生一個完美的空氣渦旋，在空中優雅地穿梭，彷彿一隻無形的手在天空中勾勒出一條優雅的曲線。這種渦旋現像不僅是物理學的奇觀，也是大自然的傑作。

空氣漩渦的產生是科學與美學的迷人結合。當空氣炮發射時，瞬時壓力差會使空氣形成一個旋轉的環狀結構，在空氣中穩定傳播，展現出漩渦的獨特形狀和動態。

將同樣的原理應用到電磁波上，我們可以設想一種直接發射電磁渦旋環的”電磁渦旋炮”。在科學研究人員的不懈努力下，這項設想正逐漸變成現實。最近，中國電子科技大學的王韌副教授、新加坡南洋理工大學的沈一傑助理教授以及英國南安普敦大學的合作者提出了一種利用同軸喇叭天線直接發射電磁渦環的方法。

他們觀察到了這些渦旋的彈性傳播特性和天幕拓樸結構。他們的研究成果以特寫文章發表在《應用物理評論》（Applied Physics Reviews）。

空氣炮透過產生旋轉氣壓差產生可見渦環，而電磁砲則利用同軸喇叭天線發射電磁渦脈衝。由於其複雜的波動力學和拓撲學特徵，電磁系統還展示了自恢復特性和天幕拓撲結構，為大容量通訊、目標探測和資料編碼提供了獨特的潛力。歸功於：王仁；鮑潘毅；胡志強；石帥；王丙中；尼古拉I. 哲魯德夫；易傑Zheludev; Yijie Shen

這些科學家總結了他們的電磁砲的工作原理：”原理包括利用超寬頻、徑向極化、錐形同軸喇叭天線來創建旋轉電磁波結構。當天線發射時，會產生瞬時壓力差，形成這些渦旋環，並在長距離內保持其形狀和能量。 “

“這項技術的潛在應用前景廣闊，令人振奮。在大容量通訊系統中，這些渦旋脈衝可以提供高效、強大的資料編碼方法，從而徹底改變我們的資訊傳輸方式。渦旋環獨特的光譜和極化特性使其能夠比傳統波攜帶更多的信息，成為下一代通信網絡的理想候選者。的重要工具。 “科學家預測：”透過分析這些渦旋脈衝的獨特模式，我們可以開發出更精確、更可靠的方法來探測和定位目標，無論是在國防系統還是太空探索中。

“當我們思考我們研究結果的意義時，我對這項研究如何在計量學和資訊處理領域取得突破性進展感到特別興奮。渦旋脈衝的時空不可分性為開發複雜資料編碼和高精度測量的新技術奠定了基礎。

此外，漩渦環內嵌入的天磁紋理為拓撲資料儲存和處理提供了引人入勝的可能性，有可能帶來更有效率的管理和分析大型資料集的方法。這項工作不僅展示了電磁渦環令人難以置信的多功能性，而且為未來無線技術的創新奠定了基礎，為重新定義我們對電磁現象的理解創造了機會。

編譯自/ ScitechDaily