Převrat v optice: Vědci umějí skladovat světlo!

Na první pohled by se mohlo zdát, že světlo je nepolapitelné. Podmínky v kvantovém světě jsou natolik složité, že světelné částice jednoduše nelze skladovat v bednách jako banány, byť se o to obyvatelé Kocourkova několikrát pokoušeli. Jenže němečtí vědci všechny dosavadní teorie postavili na hlavu. A Kocourkovští mohou začít jásat.

Na první pohled by se mohlo zdát, že světlo je nepolapitelné. Podmínky v kvantovém světě jsou natolik složité, že světelné částice jednoduše nelze skladovat v bednách jako banány, byť se o to obyvatelé Kocourkova několikrát pokoušeli. Jenže němečtí vědci všechny dosavadní teorie postavili na hlavu. A Kocourkovští mohou začít jásat.

Past na světlo sestrojil tým německých vědců z mohučské univerzity pod vedením profesora Arna Rauschenbeutela. Léčka, na kterou se foton, tedy světelná částice, chytí, je důmyslná, zároveň jednoduchá a není z ní úniku.

Jak chytit světlo?

Světlo má vlastnosti jak částic, tak vlnění. Proto jej nelze jednoduše chytit do nějaké krabice a tam jej schovat. Na polapení světla je tedy třeba nějaké speciální zařízení. Třeba mikrorezonátor, což je šikovná věcička, která v sobě na zlomek vteřiny skutečně dokáže světlo udržet. Mikrorezonátory, které sehrály podstatnou roli při vývoji cédéček a dévédéček, jsou vlastně miniaturní nádobky s vysoce odrazivými stěnami, tedy zrcadly. Světlo, jež se do takového prostoru dostane, se tak odráží a zůstává na chvilinku chyceno.

Aby se však světlo v takovém zařízení udrželo déle, je třeba překonat několik komplikací. V první řadě získat co nejčistší zrcadla, která by světlo nepohlcovala. A také sladit materiál světelné pasti s frekvencí, tedy barvou světelného toku. Daná velikost pastičky totiž udrží jen jednu konkrétní světelnou frekvenci.

Vlákno jako návnada i past

A právě tady do celého příběhu zasahují němečtí vědci. Jejich řešení není nijak složité a má podobu optického vlákna. Arno Rauschenbeutel nechal vlákno nahřát a poté jej roztáhl tak, že bylo tenké jako polovina lidského vlasu. Poté vzal laserový paprsek a zhruba ve středu vlákna jím vyvrtal šišatou dutinku.

Světelný paprsek, mířící k takovému vláknu, netuší, že se blíží konec jeho svobody. Vklouzne do něj a začne se pohybovat kolem jeho osy. Na konci vlákna si však světlo uvědomí fatální skutečnost – stejně jako Otesánek neproleze malým okénkem. Světlo, ať se snaží, jak se snaží, také nemůže ven. Rozměry konce vlákna jsou totiž menší než jeho vlnová délka. A tak je světlo uskladněno. Taková pastička nemá problém zachytit světlo jakékoliv vlnové délky, optické vlákno je pružné a stačí jej podle potřeby buď natáhnout, nebo smrštit. Praktické využití by tento objev mohl najít zejména ve světě výpočetní techniky. Díky možnosti zachytávat světlo by třeba mohla vzniknout paměťová média s gigantickou kapacitou.

Tajemství světla

Viditelné světlo je elektromagnetické záření o vlnové délce 400–750 nm. Vlnové délky světla leží mezi vlnovými délkami ultrafialového záření a infračerveného záření. Tři základní vlastnosti světla jsou svítivost (amplituda), barva (frekvence) a polarizace (úhel vlnění). Ne každý živočich má stejný rozsah vnímání elektromagnetického záření. Včely mají svůj rozsah posunutý směrem k ultrafialovému záření, naopak někteří plazi vnímají i infračervené záření. Světlo je skutečný sprinter, jeho rychlost ve vakuu dosahuje 299 792 458 metrů za sekundu. V praxi to znamená, že za jedinou vteřinu by světelná částice oběhla naši planetu sedmkrát.

Rubriky:  Objevy
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

V Poličce objevena tajemná kostra

V Poličce objevena tajemná kostra

Při záchranném archeologickém výzkumu v Poličce archeologové objevili hned...
V Číně probíhá úspěšná těžba plynu z „hořlavého ledu“.

V Číně probíhá úspěšná těžba plynu z...

Zajímavý kousek se podařil čínským inženýrům. Ti vytěžili zemní plyn...
Středověcí lidé neotvírali hroby, aby je vykradli

Středověcí lidé neotvírali...

Do hrobů lidí, kteří zemřeli v průběhu raného středověku, byla často ukládána...
Korea hlásí první nález lidských základových obětí

Korea hlásí první nález lidských...

Dvě kostry pocházející z 5. století byly nedávno objeveny v základech stavby...
V Egyptě objeveno 17 nových mumií

V Egyptě objeveno 17 nových mumií

Archeologové jižně od Káhiry, v provincii Minya, nelezli 17 mumií. Žádná z nich...
V Norsku nalezen poklad z doby bronzové

V Norsku nalezen poklad z doby...

Poblíž města Stjørdal, 44 kilometrů od Trondheimu, amatérští archeologové...
Muž, který také objevil evoluci

Muž, který také objevil evoluci

Když se řekne „evoluce“, každému se ihned vybaví jméno Charlese Darwina....
Lidé mohli Ameriku osídlit mnohem dříve, než se myslelo

Lidé mohli Ameriku osídlit mnohem...

Vědci z Centra amerického paleontologického výzkumu se domnívají, že mají...
Horníci na asteroidech? Mikrobi!

Horníci na asteroidech? Mikrobi!

Výzkum vesmíru není jen čistě vědeckou prací, ale má i své praktické...
Kdo byli lidé z hromadného hrobu v Jičíně?

Kdo byli lidé z hromadného hrobu v...

Na konci roku 2016 archeologové pod jičínskou hvězdárnou objevili hromadný...

Nenechte si ujít další zajímavé články