Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Vědci mění světlo na hmotu a zpět

aktualizováno 
Poprvé v dějinách fyzici nechali světelný paprsek úplně zmizet a potom ho na zcela jiném místě prostoru znovu „oživili“. V průběhu pokusu došlo k proměně světelného pulsu ve hmotu, která přenesla informaci obsaženou ve světle a poté se opět změnila ve stejný záblesk, jako byl na počátku.

Vědci převedli světlo na hmotu | foto: Harvard

Zní to neuvěřitelně, ale je tomu skutečně tak. Podle práce otištěné v únorovém vydání Nature se to výzkumnému týmu Harvardské univerzity pod vedením profesorky Lene Hauové opravdu podařilo. Není třeba v tom hledat žádnou magii, vědci jen využili zvláštností zákonů kvantové mechaniky.

Jak na to?

Nejprve světelný paprsek značně zpomalili a namířili jej na mračno silně podchlazených sodíkových atomů (asi dva miliony atomů). Poté světlo nechali zcela vymizet, přičemž informace v něm obsažená se přenesla do sodíkového oblaku. A přesunuli některé z atomů sodíku do jiného, vzdálenějšího sodíkového mračna, na které posvítili laserem. To dalo vznik novému světelnému pulsu, sice poněkud slabšímu, ale jinak stejných kvalit, jako byl ten předešlý. Podle profesorky Hauové se tak atomy, které zprostředkovávají přenos informace mezi oběma mračny, stávají v podstatě hmotnými kopiemi původního světelného pulsu.

Boseův-Einsteinův kondenzát

Podle zákonů kvantové mechaniky se atomy mohou chovat jako hmotné částice i jako vlny. Za normálních podmínek bývají vlnové vlastnosti každé částice na jejích sousedech nezávislé. Ale pokud atomy ochladíme na teploty blízké absolutní nule, jako při tomto experimentu (asi 600 miliardtin stupně nad absolutní nulou), skupinka atomů může přeskočit do jiného stavu. Vznikne takzvaný Boseův-Einsteinův kondenzát, ve kterém se atomy plynu nacházejí v jednom jediném kvantovém stavu a chovají se jako jediná superčástice.

Informace zakódovaná do světelného pulsu pak může být převedena do atomových vln, a protože atomy kondenzátu vykazují stejné vlastnosti, nemůže dojít k jejímu poškození či ztrátě. Nutno podotknout, že Hauová se svým týmem již v minulosti Boseův-Einsteinův kondenzát s úspěchem použila, a to ve svých slavných experimentech, při kterých dokázala zpomalit a posléze dokonce úplně zastavit světlo.

Světlo letělo rychlostí jen 24 km/h

V tomto pokusu muselo být světlo zpomaleno na rychlost 24 km/h. Jedině tak bylo totiž možné, aby se světelný puls, trvající méně než miliontinu vteřiny a který by za běžných podmínek za tuto dobu urazil asi kilometrovou vzdálenost, pohodlně vešel do mračna sodíkových atomů o velikosti 20 mikrometrů a mohl do nich „otisknout“ svou informaci. Současně při tom došlo k přenosu momentu světla do atomů, takže se část z nich dala do pohybu směrem k druhému, vzdálenému sodíkovému oblaku.

Co dál

Výsledky uvedeného experimentu znamenají velký příslib do budoucna. Před vědci a inženýry se tím otevírají zcela nové možnosti jak využívat, zpracovávat a přenášet světelná informační data, jako zvlášť lákavé se jeví možnosti jejich skladování. Budoucí technologie založené na podobných principech by mohly nalézt uplatnění nejen v klasických optických telekomunikačních zařízeních, ale při rozvoji kvantových počítačů či kvantové kryptografie.

Prozatím jsme stále na počátku, ale další vývoj jistě ukáže, že pionýrské snahy profesorky Lene Hauové nebyly vůbec marné.

Prohlédněte si video zde.

Zdroj: www.nature.com, www.harvard.edu

Autor:




Hlavní zprávy

Další z rubriky

Výbuch nosiče Vanguard krátce po startu 6. prosince 1957. Šlo o první americký...
Když byl Sputnik „trik propagandy“. Utajený finiš závodu o vesmíru

V oznámení startu družice Američané SSSR předběhli. Jejich projekt se ale výrazně zpomalil. Mohly za to nejen technické komplikace, ale také fakt, že výrobce...  celý článek

Uvnitř téměř zamrzlé stanice Saljut-7 v představě filmařů
Pracovali poslepu ve tmě, mrazu a nedýchatelném vzduchu. Zachránili Saljut 7

Na neovladatelné stanici Saljut 7 panoval mráz a tma. Kosmonauti se museli chodit ohřívat do své domovské lodi Sojuz. Takto prožili několik dlouhých dní....  celý článek

Stanice ISS „míjí“ Měsíc. (2. 8. 2015)
Pod povrchem Měsíce je obří tunel. Objevila ho japonská sonda

Japonská vesmírná agentura JAXA odhalila na Měsíci obrovskou jeskyni, která by podle expertů mohla v budoucnu sloužit jako základna astronautů. Poskytla by jim...  celý článek

Utýrala holčičku v pěstounské péči. Musíme teď zpřísnit zákony?
Utýrala holčičku v pěstounské péči. Musíme teď zpřísnit zákony?

Tragický případ z minulého týdne nejspíš pohne českými zákony o pěstounské péči.

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.