Sobota 4. února 2023, svátek má Jarmila
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Sobota 4. února 2023 Jarmila

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

Kometa, která se po 50 tisících letech vrací k Zemi, je vidět pouhým okem

Kometa s názvem C/2022 E3, či ZTF, se tento týden na své cestě Sluneční soustavou dostane k Zemi nejblíže. Pro...

ANALÝZA: Západní tanky mají ničení těch ruských v rodném listě

Ukrajinská armáda získá díky západní pomoci moderní tanky a obrněné transportéry standardů NATO. Zatímco na bojišti...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

A TOTO VÍTE? Proč mají letadlové lodě ostrov vpravo

Seriál Nad letovou palubu letadlové lodě ční takzvaný ostrov, na němž se ukrývá mimo jiné velitelská věž, navigační můstek a...

Kapitán letadla měl infarkt. Tragicky havarovalo v poli za Londýnem

Jednu z nejhorších leteckých katastrof zapříčinil infarkt kapitána letadla Trident společnosti British European...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

KVÍZ: Postavte se k tomu čelem. Letadla nikdy neomrzí

Úkolem následujícího kvízu je poznat typ letadla na fotografii z čelního pohledu. I když kvíz řada čtenářů magazínu...

Průlom sedmnáct let od vraždy. Kmotra Mrázka zastřelil vrah ze Slovenska

Premium Mrzlo. Ze dveří zámečku na pražské Lhotce vyšel kmotr podsvětí František Mrázek. Nájemný vrah ležící sto metrů daleko u...

Láska je evoluční finta, zamilovanost porucha emocí, říká psycholog Klimeš

Premium Láska je mocná emoce a bezesporu ta nejhezčí. A má hodně podob, které člověka nutí dělat různé věci. Mozkové okruhy...

Ruská lež je ohromná zbraň. Proč je Putin stále oblíbený, líčí reportér Karas

Premium Býval nejdéle sloužícím zahraničním zpravodajem České televize. V Polsku, v Rusku i na Ukrajině strávil Miroslav Karas...

OBRAZEM: Teleskop Jamese Webba nám odhalil část skrytého vesmíru

Loni v lednu teleskop Jamese Webba dorazil na své místo ve vesmíru, odkud později začal pracovat. Jeho snímky ukázaly...

Kometa, která se po 50 tisících letech vrací k Zemi, je vidět pouhým okem

Kometa s názvem C/2022 E3, či ZTF, se tento týden na své cestě Sluneční soustavou dostane k Zemi nejblíže. Pro...

Webbův teleskop objevil svou první exoplanetu. Je velká jako Země

Vesmírný teleskop Jamese Webba zachytil planetu, které leží v soustavě vzdálené asi 41 světelných let. Podobně jako u...

Pojízdná laboratoř na Marsu objevila opál. Ten tvoří i voda

Vozítko Curiosity je na Marsu od roku 2012 a stále má co objevovat. Nedávno vědci zveřejnili další objev, který...

Prosázel a propil 7 milionů korun. Prodal jsem i Českého lva, říká Vondráček

Televizní reportér, novinář a režisér David Vondráček (59) prohrál za celý svůj život v hazardu sedm milionů korun....

Františka Ringo Čecha odvezli do nemocnice. Podle syna měl mrtvici

František Ringo Čech (79) byl v neděli večer podle zdrojů CNN Prima NEWS převezen do pražské Nemocnice Na Homolce....

Žena vypadá jako holčička, lidé zaměňují jejího manžela za tatínka

Třicetiletá Carolyn Fulltzová z USA už je trojnásobnou maminkou, ale stále vypadá jako malá holka. Její o tři roky...

Zemřela herečka Annie Werschingová, královna Borgů i Tess z The Last of Us

V pouhých pětačtyřiceti letech zemřela americká herečka Annie Werschingová. Televizní diváci ji znali jako agentku...

Janečková se po rakovině vrací do práce. Ukázala i fotky po mastektomii

Zpěvačka Patricia Janečková (24) si na sociálních sítích připomenula ne úplně příjemné výročí. Před rokem jí...