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:


Nejčtenější

„Tak mě zastřel!“ vykřikl ruský voják a zavraždil šestnáctiletého kluka

Vražedná zbraň. Touto pistolí Stečkin APS zastřelil opilý ruský voják Rudněv v...

„Teď v Československu platí sovětské zákony,“ řekl ruský generál vyšetřovatel Veřejné bezpečnosti, když pátrali po...

Zabil je výbuch ruského tanku v centru Prahy. KSČ ničila životy pozůstalým

Tanky typové řady T-54/55, ten blíž k fotografovi evidentně neschopný pohybu,...

Zatímco na pražské Vinohradské třídě hořel a vybuchoval tank, zmatení ruští vojáci na Václavském náměstí zahájili palbu...



Tento pancíř dá tankistům pocit bezpečí a jistoty. Ale bude to stačit?

SMART PROTech na tanku Leopard 2

Německá firma IBD Deisenroth Engineering (IBD) představila prototyp balistické ochrany SMART PROTech pro obrněná...

Úspěšný start. Sonda míří ke Slunci tak blízko, jako žádná předtím

Úspěšný start rakety Delta IV Heavy 12.8.2018 v 9:31 se sondou Parker Solar...

V neděli ráno se ke Slunci vydala unikátní sonda Parker Solar Probe. Měla by se přiblížit k naší hvězdě podstatně blíže...

Sulfan jako lék? V lidských buňkách možná pomáhá zvrátit stárnutí

Klíč k procesu stárnutí tkví v DNA.

Tým vědců zkoumající jednu z příčin stárnutí oznámil úspěch, a to přímo na lidských buňkách v laboratorních podmínkách....

Další z rubriky

NASA má projekt, který ji naučí odhalovat život na jiných planetách

Jak by mohl vypadat život na jiné planetě v představách umělce.

Americká vesmírná agentura vede projekt, který si vzal za cíl, že bude hledat způsoby, jak odhalit mimozemský život.

Vozítko Opportunity stále mlčí. Písečná bouře na Marsu se mírní

Vozítko Opportunity se prohání po povrchu Marsu od roku 2004. Za tu dobu stihlo...

Už od desátého června nemá NASA s marsovským vozítkem Opportunity žádné spojení. Uspala jej ohromná bouře, která sice...

Let Falconu 9 ukázal, že se sen o opakovaně použitelné raketě splnil

Start rakety Falcon 9.

Sen Elona Muska o opakovatelně použitelných raketách, které zlevní a zefektivní lety do vesmíru, se začíná naplňovat....

Najdete na iDNES.cz