Středa 22. září 2021, svátek má Darina
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Středa 22. září 2021 Darina

Vědci mění světlo na hmotu a zpět

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

Podívejte se, jak do Česka dorazil poprvé bojový letoun 5. generace

Návštěvníci letošních Dnů NATO v Ostravě budou moci vidět na vlastní oči zatím jediný komerčně dostupný bojový letoun...

Sedm signálů, že se vám do počítače naboural hacker

Máte nepříjemný pocit, že ve vašem počítači či v zařízení, které je připojené k internetu, není něco v pořádku?...

ZX Spectrum, kapesní kalkulačka. Zemřel vynálezce Sinclair, bylo mu 81 let

Ve věku 81 let zemřel Clive Sinclair, který stál u zrodu kapesní kalkulačky. Přispěl rovněž k rozšíření osobních...

Windows 11 se blíží, ale vy si je možná nebudete moci nainstalovat

Premium Už za čtrnáct dní bude na trh oficiálně uvedena nová verze operačního systému Windows, která má nahradit Windows 10....

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Nejdříve šok a pak horečnatá práce. Jak se vyklízelo nebe 11. září 2001

Okolnosti teroristických útoků z 11. září 2001 provedených dopravními letadly v USA jsou známé do nejmenších detailů....

Talent funguje, když se nastartuje v mozku. Odemkněte ho, radí Jan Mühlfeit

Premium Dvaadvacet let pracoval ve firmě Microsoft po boku Billa Gatese. V byznysu se dostal na vrchol, ale také zažil strmý...

„Očkovat sa nechcu, je v tom sajrajt.“ Reportáž z obce, kde odmítají vakcínu

Premium Vyškovec je obec, kde se nejméně lidí z celé země nechalo očkovat proti koronaviru – jen necelých sedmnáct procent. V...

Když dva jsou málo. 5 pravd o sexu ve třech, které vám zatím nikdo neřekl

Premium Sex ve třech. Někdy o něm snil kdekdo z nás. Pojďme ovšem pohlédnout pravdě do očí. Pokud do své ložnice přizvete další...

  • Další z rubriky

Dragon veze na vesmírnou stanici avokádo, mravence i robotickou paži

Z mysu Canaveral na Floridě v neděli odstartovala nákladní vesmírná loď Dragon (Drak) společnosti SpaceX, která má v...

První česká družice zanikla před 40 lety, ve vesmíru byla téměř tři roky

První česká družice se dostala do kosmu díky všímavosti českých inženýrů. Ti objevili, že na rámu s mateřskou družicí...

Německo si chce postavit vlastní kosmodrom. Za dva roky z něj poletí rakety

Po celém světě je kolem dvaceti vesmírných přístavů. Evropská vesmírná agentura přitom musí využívat buď kazašský...

Kolonii na Marsu by mohli astronauti postavit z prachu a krve, uvádí studie

Výstavba kolonie na Marsu by použitím cihel známých z planety Země mohla vyjít na astronomickou částku, jen přeprava...

Probudila mě bolest nehtů. Od té doby nemohu chodit, říká Alfred Strejček

Už téměř čtyři roky je Alfred Strejček (79) zcela odkázaný na péči druhých. Herci, recitátorovi, moderátorovi a...

Zhubla téměř 50 kilo, teď se zpěvačka Adele pochlubila novou láskou

Během posledních tří let se zpěvačce Adele (33) podařilo zhubnout téměř padesát kilogramů. Britka prožila od rozvodu s...

Legíny nejsou kalhoty. Jak je vybírat a nosit, abyste si neuřízla ostudu

Snad v každém dámském šatníku nalezneme alespoň jedny legíny. Kousek tkaniny se totiž stal miláčkem žen. Některé...

Zaměstnanci i OSVČ s více dětmi dostanou od státu daňovou vratku

Díky daňové novele se během letošního roku zvyšuje daňové zvýhodnění na druhé a další děti. Vyšší daňové zvýhodnění se...

Když dva jsou málo. 5 pravd o sexu ve třech, které vám zatím nikdo neřekl

Premium Sex ve třech. Někdy o něm snil kdekdo z nás. Pojďme ovšem pohlédnout pravdě do očí. Pokud do své ložnice přizvete další...