28年理论成真！“电磁涡旋砲”问世 通讯革命或将来临
2024/09/19 16:19 自由时报
〔编译陈成良／综合报导〕物理学家成功研发出“电磁涡旋砲”（electromagnetic
vortex cannon），结合了涡旋环（vortex rings）与电磁学（electromagnetic）两大迷
人现象，实现了28年前的理论预测，为未来通讯、国防及太空探索等领域带来革命性的应
用前景。这项突破不仅印证了长期以来的理论，还有望成为下一代科技的关键基础，尤其
在资料传输、编码及目标探测技术上，提供全新解决方案。
据科学媒体《IFLScience》报导，涡旋环是一种常见的流体动力学现象，当高速射流穿过
静止流体时，摩擦力会形成环状旋转结构。这类现象广泛存在于自然界，某些海洋生物甚
至利用涡旋环来捕捉猎物，例如水母等小型生物可能因接近这类涡旋而面临生命危险。研
究人员幽默地表示：“涡旋环的景象壮观，但如果你是一只水母，可不要靠得太近。”
早在1996年，物理学家R·W·赫尔沃斯（R. W. Hellwarth）和P·努奇（P. Nouchi）便
理论上提出了“飞行甜甜圈”（flying doughnuts）的概念，预测可在自由空间中产生并
传播电磁涡旋。然而，这一现象直到近日才由国际研究团队成功实验观测并证实。
这个研究团队研发了一种装置，能够产生微波环形脉冲（microwave toroidal pulses）
，类似于电磁版的“空气涡旋砲”。他们使用一个超宽带的特殊天线，成功制造出旋转的
电磁波。当天线发射时，会产生瞬间压力差，形成稳定的电磁涡旋环。这些涡旋环不仅在
长距离传输时能够保持形状和能量，还具备像斯格明子（skyrmions）这样的特殊结构，
能够自动修复自身的损坏，确保其稳定性和持续性。
研究人员透过实验，精确绘制出这些涡旋脉冲在自由空间中的结构图，并展示了它们在传
播过程中的动力学特性。这项技术具备广泛的应用潜力，特别是它的光谱和偏振特性，能
传输比传统电磁波更多的资讯，有可能成为未来通讯网络的核心技术。研究人员表示，这
项技术在资料传输和编码方面具有突破性，为现有技术瓶颈提供了全新的解决方案。
此外，此外，电磁涡旋环即使在受到环境干扰时，依然能维持结构的稳定，这让它在遥感
技术（remote sensing）和目标探测领域展现出巨大的应用潜力。研究团队解释：“透过
分析这些涡旋脉冲的特殊模式，我们可以开发出更精准且可靠的目标探测与定位技术，不
论是在国防系统还是太空探索方面，都有着非常重要的应用前景。”
这项研究近日发表于《应用物理评论》（Applied Physics Reviews）期刊，为未来科技
的发展开启了全新可能性。随着更多后续研究的展开，电磁涡旋砲在各领域的应用将会更
加深入，带来革命性的技术变革。
https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/4804722
备注:
记者激动到用了两次 此外
这算7G吗 ??