Mimicking Chiral Light-Matter Interaction

We demonstrate that electric-dipole scatterers can mimic chiral light-matter interaction by generating far-field circular polarization upon scattering, even though the optical chirality of the incident field as well as that of the scattered light is zero. The presented effect originates from the fact that electric-dipole scatterers respond selectively only to the incident electric field, which eventually results in depolarization of the transmitted beam and in generation of far-field circular polarization. To experimentally demonstrate this effect we utilize a cylindrical vector beam with spiral polarization and a spherical gold nanoparticle positioned on the optical axis -- the axis of rotational symmetry of the system. Our experiment and a simple theoretical model address the fundamentals of duality symmetry in optics and chiral light-matter interactions, accentuating their richness and ubiquity yet in highly symmetric configurations.Comment: 5 pages, 2 figure

The magnetic and electric transverse spin density of spatially confined light

When a beam of light is laterally confined, its field distribution can exhibit points where the local magnetic and electric field vectors spin in a plane containing the propagation direction of the electromagnetic wave. The phenomenon indicates the presence of a non-zero transverse spin density. Here, we experimentally investigate this transverse spin density of both magnetic and electric fields, occurring in highly-confined structured fields of light. Our scheme relies on the utilization of a high-refractive-index nano-particle as local field probe, exhibiting magnetic and electric dipole resonances in the visible spectral range. Because of the directional emission of dipole moments which spin around an axis parallel to a nearby dielectric interface, such a probe particle is capable of locally sensing the magnetic and electric transverse spin density of a tightly focused beam impinging under normal incidence with respect to said interface. We exploit the achieved experimental results to emphasize the difference between magnetic and electric transverse spin densities.Comment: 7 pages, 4 figure

Weak measurement of elliptical dipole moments by C point splitting

We investigate points of circular polarization in the far field of elliptically polarized dipoles and establish a relation between the angular position and helicity of these C points and the dipole moment. In the case of highly eccentric dipoles, the C points of opposite handedness exhibit only a small angular separation and occur in the low intensity region of the emission pattern. In this regard, we introduce an optical weak measurement approach that utilizes the transverse electric (azimuthal) and transverse magnetic (radial) far-field polarization basis. Projecting the far field onto a spatially varying post-selected polarization state reveals the angular separation and the helicity of the C points. We demonstrate the applicability of this approach and determine the elliptical dipole moment of a particle sitting on an interface by measuring the C points in its far field.Comment: 5 pages, 4 figure

Waveguide properties of single subwavelength holes demonstrated with radially and azimuthally polarized light

We investigate the transmission of focused beams through single subwavelength holes in a silver film. We use radially and azimuthally polarized light, respectively, to excite higher order waveguide modes as well as to match the radial symmetry of the aperture geometry. Remarkably, the transmission properties can be described by a classical waveguide model even for thicknesses of the silver film as thin as a quarter of a wavelength

Generation and subwavelength focusing of longitudinal magnetic fields in a metallized fiber tip

We demonstrate experimentally and numerically that in fiber tips as they are used in NSOMs azimuthally polarized electrical fields (|E$_{\text{azi}}$|$^2$/|E$_{\text{tot}}$|$^2$ $\approx$ 55% $\pm$ 5% for 1.4\mu m tip aperture diameter and \lambda$_0$ = 1550nm), respectively subwavelength confined (FWHM $\approx$ 450nm $\approx$ \lambda$_0$/3.5) magnetic fields, are generated for a certain tip aperture diameter (d = 1.4\mu m). We attribute the generation of this field distribution in metal-coated fiber tips to symmetry breaking in the bend and subsequent plasmonic mode filtering in the truncated conical taper.Comment: 11 pages, 6 figure

Belastungssteuerung im Spitzensport : Informations-Vorsprung für Trainer und Athleten

Wer seine sportliche Leistung verbessern will, muss die Anforderungen beim Training kontinuierlich steigern. Das wusste schon Milon von Kroton, einer der berühmtesten Athleten der Antike. Der einstmals schwächliche Knabe begann sein Krafttraining, indem er ein neugeborenes Kalb um den Hof seiner Eltern trug. Der Legende nach fuhr er damit fort, bis das Kalb zum Stier herangewachsen war. Heutzutage bewegen sich Spitzenathleten auf einem schmalen Grat zwischen hochwirksamem Trainingsreiz und Überlastung. Die diagnostischen Methoden der Sportwissenschaft und Sportmedizin helfen ihnen, ihre Trainingsbelastungen optimal zu steuern

Im Alter fit – aber wie? : Sportmediziner entwickeln altersgerechte Bewegungsprogramme – von Sturz- bis Demenzprophylaxe

Fit fürs Alter – mit der Prophylaxe für körperliche, aber auch geistige Mobilität und Selbstständigkeit beginnt man idealerweise schon in Kindheit und Jugend. Wer sich in fortgeschrittenen Lebensphasen wohlfühlen und unabhängig bleiben möchte, sollte dafür sorgen, dass Beweglichkeit sowie geistige und soziale Aktivitäten immer zum Alltag gehören. Menschen, die ihre individuellen Gesundheitsressourcen so stärken, bewältigen auch Erkrankungen und gesundheitliche Probleme deutlich leichter. In diesem Zusammenhang konzentrieren sich die Frankfurter Sportmediziner auf Konzeption, Realisation und Evaluation von qualitativ hochwertigen seniorengerechten Bewegungsangeboten sowie die Entwicklung und den Wirksamkeitsnachweis spezieller Funktionstests und Hilfsmittel für Ältere. ..

Als Jugendlicher fettleibig - als Erwachsener krank : Bewegung, die Spaß macht, fördert das Abnehmen - Adipositas-Therapien auf dem Prüfstand

In Deutschland sind 15 Prozent der Kinder und Jugendlichen zwischen drei und 17 Jahren übergewichtig, über 6 Prozent leiden an Adipositas, krankhafter Fettleibigkeit mit schweren gesundheitlichen Folgen. Diese vom Robert-Koch-Institut im vergangenen Jahr ermittelten Zahlen decken sich mit unseren eigenen Untersuchungen an 11- bis 15-Jährigen in sechs hessischen Schulen. Zudem zeichnet sich ab, dass die Zahl der Übergewichtigen bei den Jugendlichen besonders ansteigt: Innerhalb der vergangenen 20 Jahre hat sich der Anteil adipöser 14- bis 17-Jähriger verdreifacht, Tendenz weiter steigend. Dies ist umso besorgniserregender, da mindestens 70 Prozent dieser Jugendlichen nicht wieder abspecken und als Erwachsene gesundheitlich schwer beeinträchtigt sind. Immerhin sind in Europa jährlich etwa eine Millionen Sterbefälle auf Folgen des Übergewichts zurückzuführen, was allein die deutsche Volkswirtschaft mit 15 Milliarden Euro im Jahr belastet. Übergewicht ist auch ein soziales Problem: Kinder aus sozial schwachen Familien und mit Migrationshintergrund tragen ein erheblich höheres Risiko. Wie unsere Erhebungen weiter vermuten lassen, sind vor allem solche Kinder betroffen, deren Eltern ebenfalls unter Übergewicht oder Adipositas leiden. Fettleibige Kinder fühlen sich oft ausgegrenzt und sozial stigmatisiert. Dies beeinträchtigt ihre psychosoziale Entwicklung erheblich. Mehr als die Hälfte der von uns befragten übergewichtigen Schulkinder fühlen sich unwohl und möchten ihr Gewicht unbedingt reduzieren. ..