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.

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

Související články

Do liberecké zoo přicestovaly nové šelmy

Do liberecké zoo přicestovaly...

Koncem září 2020 přicestoval z německé zoologické zahrady v Magdeburgu do...
Co nového na Marsu?

Co nového na Marsu?

O tom, že rudá planeta může skrývat život, byť na mikroskopické...
Čeští vědci pěstují poněkud jinak

Čeští vědci pěstují poněkud jinak

Testovat léky na buňkách, které se podobají mozkovým, se učí lékaři v nedávno...
Mimořádné Ceny Neuron mají své vítěze

Mimořádné Ceny Neuron mají své...

Nikdo zatím neví, z jaké hlavy vzejde lék na onemocnění Covid-19....
Nová série Medikomiksů vysvětluje dětem, co to jsou vážné nemoci

Nová série Medikomiksů vysvětluje...

Po kreslených příbězích o hemofilii a lymfomu vznikl ve spolupráci s lékaři, pacienty a...
Medici se necítí připraveni na péči o pacienty

Medici se necítí připraveni na...

Drtivá většina dotázaných studentů lékařských fakult v ČR se necítí...
„Fujtajblík“ již nebude kráčet po mořském dně

„Fujtajblík“ již nebude kráčet po...

Na dně moří a oceánů žijí skutečně prazvláštní tvorové, řadí se mezi ně...
Léto roku 2020 bylo pro severní polokouli nejteplejší od počátku měření

Léto roku 2020 bylo pro severní...

Zatímco v našich končinách vládlo celkem příjemné léto bez šílených...
Pacientům s těžkou plicní nemocí už nikdo léčbu nevysadí

Pacientům s těžkou plicní nemocí už...

Desítky pacientů s idiopatickou plicní fibrózou (IPF) se dočkaly...
Budou uděleny Mimořádné Ceny Neuron

Budou uděleny Mimořádné Ceny Neuron

Současná situace a zkušenost s celosvětovou pandemií nového koronaviru nám znovu...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Odjel Antonín Dvořák do Ameriky jenom kvůli penězům?

Odjel Antonín Dvořák do Ameriky...

„Právě dokončuji novou symfonii e moll. Dělá mi velkou radost a bude se od mých dřívějších lišit...
Charles Bukowski: „Starý prasák“ si života užívá plnými doušky

Charles Bukowski: „Starý prasák“ si...

Na kontě má několik tisíc básní, stovky povídek a šest románů. Jeho...
Údolí padlých: Hřbitov pro diktátora i jeho oběti!

Údolí padlých: Hřbitov pro...

Naposledy se v centru dění ocitne v říjnu loňského roku, kdy je konečně dokončen...
Neroňte krokodýlí slzy! Co máme společného se zubatými plazy?

Neroňte krokodýlí slzy! Co máme...

Když o někom řekneme, že roní krokodýlí slzy, nemáme o něm zrovna pěkné...
Čas na kafíčko: Víčko na kelímek vzniká 40 let!

Čas na kafíčko: Víčko na kelímek...

Znáte to. Ráno nestíháte, stavujete se u drivu pro kávu, která vám dělá...
Chrám Vasila Blaženého: Přišel jeho architekt o oči?

Chrám Vasila Blaženého: Přišel...

Jihovýchodní stranu Rudého náměstí v Moskvě zdobí jedna z nejznámějších ruských...
Acháty: Minerály s fascinující kresbou milovali už ve starověku!

Acháty: Minerály s fascinující...

Nádherné vzory předurčují tyto drahé kameny k tomu, aby se staly...
První velký hollywoodský skandál: Proč zemřela Olive Thomasová?

První velký hollywoodský skandál:...

Kdo ví, možná by to dotáhla na úroveň těch nejzářivějších hollywoodských...
Draci nejsou netvoři, původně lidi spojují s Bohy!

Draci nejsou netvoři, původně lidi...

V pohádkách představují spíš negativní postavy. Na to v dávných dobách ale nevěří,...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.