结可以帮助解开一些棘手的（抱歉！）情况。结的数学研究已被证明对物理学的许多分支具有建设性意义，从理解流体如何流动到开发量子计算机。现在，物理学家发现，通过发现著名的麦克斯韦电磁学方程组的新解，光本身也可以被缠结。
19世纪60年代，苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦写下了一系列方程，描述了电场和磁场如何形成和变化。这些基础公式仍然印在几乎每一本物理学教科书中，从而实现了光是一种电磁现象的关键认识。“它们是您需要了解的关于光的一切，也是您需要了解的关于光与物质相互作用的一切，”芝加哥大学物理学家威廉·欧文说。欧文的研究生赫里德什·凯迪亚领导了这项研究，该研究于10月11日发表在《物理评论快报》上。
研究人员研究出了一系列麦克斯韦方程的解，这些解代表了光束，其结构是缠结的。由于麦克斯韦，我们知道光是一种电磁波——一种振荡的电场和磁场。对于不经意的观察者来说，缠结的光看起来很正常，但嵌入其中的是缠结在一起的电磁场线。“他们所做的展示了这些场可以表现出的一种新的方式，”英国布里斯托大学的物理学家马克·丹尼斯说，他没有参与这项研究。“没有人研究过细节，甚至没有完全提出自然规律允许电磁场呈现这些形状的可能性。”光可以被缠结这一事实揭示了关于光本身及其背后的场的新的微妙之处。“大多数人会说我们理解麦克斯韦方程是如何工作的，”欧文说。“但我认为最值得注意的事情之一是，在一个被称为简单理论的框架内，你可以拥有如此优雅而复杂的结构。”
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结不仅仅是（明白了吗？）随机结构。它们在自然界中很丰富——从DNA分子的缠结链到电脑显示器中的液晶，再到太阳大气中的等离子体链。研究结的数学和拓扑结构可以解开许多三维过程的秘密。“在某种程度上，三维空间中可以存在缠结曲线是三维空间的一个特殊之处，”丹尼斯说。例如，结对于理解粒子如何在三维流体中流动和自身扭曲至关重要。
缠结的光不仅仅是一种理论上的可能性。欧文说，科学家可以使用相当简单的现有实验室设备修改来制造激光束，从而实现新发现的数学解。这样做可能会使物理学家能够制造出被称为玻色-爱因斯坦凝聚态的缠结材料，在这种材料中，气体原子在极低的温度下凝聚，或者在捕获的等离子体中诱导结。“这可能有助于更好地理解像太阳这样的天然等离子体，以及用于能源生产的工程等离子体，”欧文说。结可能是（稍等片刻）将新想法联系在一起的方式。