Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Světlo zastavené při pokojové teplotě?

Ad Vesmír 82, 203, 2003/4
 |  5. 6. 2003
 |  Vesmír 82, 327, 2003/6

V dubnovém čísle jsem psal o zastavování světla a jak se dalo očekávat, tato problematika se dále rozvíjí. Letos v březnu byla zveřejněna práce 1) oznamující, že se skupině R. W. Boyda na Univerzitě v Rochesteru podařilo novou metodou zpomalit světlo v rubínu na 57,5 metru za vteřinu, a to dokonce za pokojových teplot. Dá se očekávat, že nakonec se světlo za pokojových teplot podaří i zastavit, což by ovšem mělo mimořádný význam pro praktické používání v optickém uskladňování dat, v optických pamětech, eventuálně při kvantovém počítání. Nebyly by tedy třeba „exoticky“ nízké teploty jako při zpomalování světla v Boseho-Einsteinově kondenzátu. 2)

Nová metoda je opět založena na kvantových, koherentních jevech, ale liší se od jevu elektromagneticky indukované průhlednosti. Krystal rubínu (Al2O3 – korund, s příměsí chromu) je ozářen řídícím pulzem z argonového laseru (frekvence ω0 nosné vlny odpovídá zelené barvě – vlnová délka 514,5 nm), který excituje ionty chromu, a je tedy pohlcován; v absorpčním spektru řídícího pulzu se objeví absorpční čára. (Na denním světle proto vidíme rubín krásně zbarvený doplňkovou červenou barvou.) Osviťme současně rubín i druhým (slabším) zkušebním pulzem. Ten nemůže být pohlcován těmi ionty, které se ocitají působením řídícího pulzu v excitovaném stavu a poměrně dlouho – několik tisícin vteřiny – v něm setrvávají. V důsledku toho znatelně poklesne absorpce uprostřed absorpční čáry zkušebního pulzu, v jeho absorpčním spektru „vypálí“ řídící pulz díru. Podstatné je, že tato díra vypálená v absorpčním spektru zkušebního pulzu je nepřímo úměrná době života iontů v excitovaném stavu, a je proto velice úzká – pouhých ≈ 40 Hz. Jestliže se frekvence nosné vlny zkušebního pulzu jen nepatrně odchýlí od středu vypálené díry, absorpce zkušebního pulzu se výrazně změní (vzroste), a tím se změní také index lomu n. Koherentní působení řídícího a zkušebního pulzu vytváří pro zkušební pulz prostředí s obrovskou disperzí indexu lomu n(ω) a to, jak víme, je příčinou zpomalováni zkušebního pulzu. Pozoruhodné je, že lze zpomalit i jeden samostatný pulz. Je-li totiž dostatečně intenzivní, vypálí si ve svém absorpčním spektru sám úzkou díru a sám sebe zpomalí. Ve všech dřívějších pokusech se zpomalováním světla bylo zapotřebí používat dva světelné pulzy.

Poznámky

1) M. S. Bigelow, N. N. Lepeshin, R. W. Boyd, Phys. Rev. Lett. 90, 113903, 2003.
2) Pozn.: Při této příležitosti se autor příspěvku „Zastavené světlo“ omlouvá čtenářům za chybné uvedení teplot, při kterých prováděla své pokusy skupina profesorky Lene V. Hau; správný údaj je ≈ 0,5 miliontiny stupně nad absolutní nulovou teplotou. Nejnižší teplota dosažená v laboratoři je v současné době ještě asi o tři řády nižší.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Kvantová fyzika

O autorovi

Vladimír Dvořák

RNDr. Vladimír Dvořák, DrSc., (*1934) vystudoval Matematicko-fyzikální fakultu UK v Praze. Ve Fyzikálním ústavu AV ČR se zabývá fázovými přechody v kondenzovaných systémech. Je členem US ČR. (e-mail: dvorak@fzu.cz)

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné