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
