Domů     Objevy
Vědci z ČVUT našli způsob, jak až 100krát zlepšit přesnost měření vzdáleností ve vesmíru 
Jan Zelenka 7.4.2025
Spektrometr v laboratoři CAPADS (1), Foto FJFI ČVUT

Tým z laboratoře CAPADS na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze provedl průlomové měření v oblasti intenzitní optické interferometrie, která je zásadní pro přesné měření směrů a vzdáleností ve vesmíru.

Zlepšení v přesnosti by mohlo dosáhnout až několika řádů a výrazně přispět k hlubšímu pochopení kosmických struktur a jevů.

Výzkum týmu se zaměřil na tzv. Hanbury Brown–Twiss (HBT) efekt, který je klíčový pro intenzitní interferometrii a kvantovou optiku. Dosud bylo možné HBT efekt pozorovat pouze na jedné frekvenci, což značně omezovalo jeho aplikace. Autoři nyní představili nový spektrometr schopný současně detekovat HBT efekt na více frekvencích.

Konkrétně úspěšně pozorovali tento jev na pěti různých spektrálních frekvencích neonu, čímž demonstrovali schopnosti nového přístroje a zaznamenali významný krok směrem k širokopásmové kvantově asistované interferometrii.

Sergei Kulkov, CAPADS, Foto: FJFI ČVUT / David Březina

Úspěšné pozorování HBT efektu současně na pěti frekvencích představuje zásadní pokrok,“ vysvětluje Sergei Kulkov, jeden z hlavních autorů výzkumu z laboratoře CAPADS na katedře fyziky FJFI ČVUT. „Tento úspěch dokazuje možnost rozšíření intenzitní interferometrie do širokopásmového režimu s využitím fázově citlivých metod, které umožňují určit směr, ze kterého světlo přichází.

Naše kvantově asistované techniky by mohly výrazně zvýšit přesnost měření a otevřít průlomové aplikace v astrofyzice a kosmologii.“ .

Nový spektrometr vyvinutý na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT umožňuje simultánní detekci HBT efektu na více frekvencích. Tato technologie je zásadní pro přesná astrofyzikální měření a kvantově asistovanou interferometrii.

Zpřesnění kosmologického žebříku vzdáleností

Intenzitní interferometrie v současnosti dosahuje rozlišení v řádu miliobloukových vteřin (mas), zatímco kvantově asistované metody by mohly potenciálně zlepšit rozlišení až na 10–100 mikroobloukových vteřin (µas) u jasných hvězd.

Toto zvýšení přesnosti by výrazně zlepšilo měření paralaxy a zpřesnilo kosmologický žebřík vzdáleností, a tím i určení Hubbleovy konstanty. Další aplikace zahrnují mapování gravitačních mikročoček, přímé pozorování akrečních disků kolem černých děr, charakterizaci exoplanet a detekci gravitačních vln na dosud nedostupných frekvencích.

„Naše nedávná měření představují významný první krok k realizaci kvantově asistované interferometrie,“ doplňuje Peter Švihra, vedoucí vědeckého výzkumu a vývoje ve skupině CAPADS. „Tato metoda spočívá v detekci párů fotonů pocházejících z různých zdrojů, což vyžaduje extrémně vysokou časovou a spektrální přesnost – řádově několik pikosekund a pikometrů – kvůli zachování nerozlišitelnosti fotonů podle Heisenbergova principu neurčitosti.

Sergei sehrál klíčovou roli v těchto prvních měřeních, na nichž se podílela zhruba čtvrtina našeho týmu CAPADS. Navíc Andrei Nomerotski, který původně navrhl jednu z fázově citlivých metod intenzitní interferometrie, nyní působí v naší skupině a pomáhá s dalším výzkumem v této oblasti.“.

Klíčový prvek v zařízení laboratoře CAPADS, které dosahuje extrémní časové a spektrální přesnosti v řádu pikosekund a pikometrů. Tato přesnost je nutná k nerozlišitelnosti fotonů a tím i ke kvantově asistovanému měření vzdáleností ve vesmíru.

Výběr redakce

Tým Petra Švihry na výzkumu spolupracoval s prestižními institucemi, jako jsou Brookhaven National Laboratory v USA a univerzita EPFL ve Švýcarsku. Tento výzkum již získal širší vědecké uznání a na jeho základě získal Peter z laboratoře CAPADS financování od Grantové Agentury ČR v rámci projektu Junior Star.

Úspěchů týmu si také všimli editoři prestižního vydavatelství APL Photonics, kteří článek „Multifrequency-resolved Hanbury Brown–Twiss effect“ označili jako „výběr redakce“ (Editor’s Pick).

Zobrazený snímek demonstruje schopnost spektrometru zachytit tzv. Hanbury Brown–Twiss efekt současně na více frekvencích, což představuje zásadní krok směrem k širokopásmové kvantové interferometrii.
Foto: Foto: FJFI ČVUT
Zdroje informací: tisková zpráva FJFI ČVUT
Související články
Žádná novinka to vlastně není, určité druhy hmyzu se k léčení používaly už ve starověku a tato zkušenost se leckde uchovala dodnes v lidové tradici. Jenže medicína si musela pár století počkat na vývoj metod schopných potvrdit nebo vyvrátit tradované účinky. Výsledky jsou zajímavé…   Stalo se za I. světové války: S americkými jednotkami se v roce 1917 […]
Objevy Technika 2.7.2025
Školní jaderný reaktor VR-1 na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze, známý jako „Vrabec“, v prosinci oslaví 35 let od svého spuštění. A protože takové výročí si zaslouží něco speciálního, otevře fakulta 8. října 2025 reaktor pro širokou veřejnost! Běžně se do reaktorové haly jen tak někdo nedostane – slouží hlavně studentům a […]
Objevy Příroda 30.6.2025
Vypadají jako medúzy, ale jsou úplně něco jiného. Jsou nejstarším známým pokusem o vývoj živočichů na naší planetě. Slovo primitivní se na ně ale nějak nehodí. Mají tak podivuhodné schopnosti, že by jim mohli závidět nejen mnohem pokročilejší živočichové, ale i autoři sci-fi. Jsou to pouhé dva roky, kdy věda definitivně potvrdila, co jsou žebernatky […]
V lidském těle probíhá řada procesů, které zajišťují jeho správné fungování. Českým vědcům se podařilo zjistit, že rakovinné buňky umí jeden z těchto procesů zneužít ve svůj prospěch, což jim umožňuje snadněji se v těle šířit. Dobrou zprávou je, že by tento objev mohl přispět k vývoji nových postupů protirakovinné léčby. Pro fungování lidského těla […]
Objevy Vesmír 25.6.2025
Na observatoři vysoko v chilských Andách odstartoval desetiletý projekt, který promění naše vnímání vesmíru. Nový teleskop s největší digitální kamerou na světě zveřejnil první snímky a ukázal, co všechno nás čeká. Na vrcholu Cerro Pachón v Chile se 23. června 2025 otevřely dveře do nového věku astronomie. Dalekohled Vera C. Rubinové za 810 milionů dolarů, vybavený […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz