Domů     Objevy
Převrat v optice: Vědci umějí skladovat světlo!
21.stoleti
od 21.stoleti 18.12.2009

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.

reklama
Související články
Kdyby Ulrich Rorschach, malíř a učitel kreslení, věděl, že talent, který předá, pomůže jeho synovi ke světovému věhlasu, byl by přešťastný. Jen by se divil, k čemu ten chlapec vlastně barvy a papír používá. Ulrich Rorschach (1853–1903) byl, jak se životopisci a rodinné vzpomínky shodují, velmi starostlivý a láskyplný otec, ačkoli na to jeho mládí […]
Když byl výzkum inteligence ve zvířecí říši ještě v plenkách, domnívali se vědci, že výroba a používání nástrojů je schopnost, kterou oplývá jedině člověk. Pak ale slavná bioložka Jane Goodallová prokázala, že nástroje umí vyrábět a používat také šimpanzi, tím se vnímání zvířecí inteligence od základů změnilo… A v poslední době nové výzkumy prokazují, že schopnost vědomě […]
Seriál The Last Of Us, ve kterém důležitou roli hraje parazitická houba, je hitem poslední televizní sezóny. Že tvůrci seriálu měli slušné biologické znalosti, svědčí i nový objev, ke kterému došlo v Brazílii. Badatelé objevili v brazilském pralese parazitickou houbu, která je postrachem zdejších pavouků. Jedná se o celkem vzácný organismus a patří do skupiny […]
Na tuto otázku mohou pomoci odpovědět lidé, kteří přežili válku v Jugoslávii! Výzkumníci centra CEITEC Masarykovy univerzity hledají dobrovolníky pro mezinárodně uznávanou studii… Stres je přirozenou reakcí organismu na vnímané hrozby nebo problémy. Vyvolává v našem těle řadu fyziologických změn, včetně uvolňování stresových hormonů, jako je kortizol a adrenalin. Zatímco krátkodobý stres může být pro […]
Vlastně už jsou, i když zatím jen v laboratořích. Ale pokusy s nimi jsou tak úspěšné, že už chybí jediné – rozšíření do velikosti vhodné pro člověka, ne pouze pro drobné laboratorní myši. Se zraněním pod náplastí je to trochu jako s pověstnou Schrödingerovou kočkou. Dokud náplast nesundáte a nepodíváte se pod ní, nebudete vědět, […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz