Akademie věd: Brněnští vědci využili rotaci fotonů k posouvání mikroobjektů

15.01.2019 16:48

Oddělení Mikrofotoniky Ústavu přístrojové techniky Akademie věd České republiky (ÚPT AV ČR) v Brně přispělo novými cennými poznatky k tématu, za něž byla před měsícem udělena Nobelova cena za fyziku. Práci brněnských vědců o použití fotonů s vlastní rotací nedávno zveřejnil prestižní časopis Nature Communications.

Akademie věd: Brněnští vědci využili rotaci fotonů k posouvání mikroobjektů
Foto: AV ČR
Popisek: Logo Akademie věd ČR

Každý, kdo někdy hrál tenis nebo fotbal, ví, že roztočený míč létá po nečekaných drahách. Tato rotace kolem vlastní osy se v přírodě i laboratoři projevuje nepředvídatelným způsobem: koryta řek se stáčejí díky rotaci Země, v medicíně například rotace jader atomů při magnetické rezonanci pomáhá odhalit nádory v mozku.

Podobně se mohou chovat i částice světla – fotony. Už dlouho víme, že světlo působí znatelnou silou na velmi malé předměty (o průměru od desítek nanometrů po desetiny milimetru) a může je uvěznit ve světelné pasti. Tento princip „optické pinzety“ již před třiceti lety představil a zejména v biologii úspěšně využil fyzik profesor Arthur Ashkin, který loni v prosinci ve svých šestadevadesáti letech získal Nobelovu cenu za fyziku.

Nové experimentální cesty

Pokročilými experimenty se mohou pochlubit i brněnští badatelé v čele s profesorem Pavlem Zemánkem z ÚPT AV ČR, kteří ve svém nejnovějším článku odpověděli na zásadní otázky o šíření světla a otevřeli nové experimentální cesty ke světlem poháněným mikromotorům či k novým citlivějším senzorům. „Výzkumy ukázaly, že použití fotonů s vlastní rotací – takzvaně kruhově polarizovaného světla – vyústí v dramaticky odlišné chování částic zachycených v optické pinzetě,“ objasnil nový poznatek profesor Pavel Zemánek.

Při svém experimentu vědci ve vakuu vytvořili světelnou past. Vznikl v ní mnohem menší odpor prostředí a objekty se mohly pohybovat rychleji. „Od prvních experimentů Arthura Ashkina je známo, že když k zachycení částice používáme fotony bez vlastní rotace, bude částice v pasti držena silněji v okolí světelné pasti, pokud zvýšíme počet fotonů. My jsme však použili fotony s vlastní rotací a zjistili zcela opačné chování. Částice nezůstává ve světelné pasti, ale má tendenci obíhat kolem ní po orbitě, jejíž poloměr se zvětšuje s rostoucím počtem fotonů. Obtížně využitelná vlastní rotace fotonů se tak převádí na cyklický mechanický pohyb částice,“ přiblížil princip profesor Zemánek.

Článek Zemánkova týmu, zveřejněný koncem roku 2018 v časopise Nature Communications, najdete zde (v angličtině). K předchozím úspěchům profesorovy osmičlenné skupiny patří především experimentální potvrzení existence světelného tažného paprsku (viz první z odkazů níže), za nějž získal v roce 2014 Cenu Wernera von Siemense v kategorii Nejvýznamnější výsledek základního výzkumu.

Jste politik? Zveřejněte bez redakčních úprav vše, co chcete. Zaregistrujte se ZDE.
Jste čtenář a chcete komunikovat se svými zastupiteli? Zaregistrujte se ZDE.

autor: Tisková zpráva

Bety.cz - magazín nejen pro mámy - horoskopy, recepty, diskuse, soutěže

Bety.cz TESTOVÁNÍ - Testujte s námi nové produkty či služby a o své názory a doporučení se podělte s ostatními čtenářkami Bety.cz.

Prostřeno.cz - recepty on-line - vaření, recepty, gastronomie

reklama
Tento článek je již staršího data a diskuse k němu byla uzavřena. Děkujeme za pochopení.

Další články z rubriky

Povodí Moravy opravilo koryto Lejtny v Bratčicích

22:45 Povodí Moravy opravilo koryto Lejtny v Bratčicích

Povodí Moravy, s. p. dokončilo opravu více než 800 m dlouhého úseku vodního toku Lejtna v Bratčicích…