BONN.Celkom novým zdrojom svetla je tzv. Boseov-Einsteinov kondenzát z fotónov, ktorý bol donedávna považovaný za nemožnosť. Teraz však môže významne posunúť dopredu viaceré technológie. Napríklad výrobu počítačových čipov.
V časopise Nature to oznámil štvorčlenný tím, ktorý viedol Martin Weitz z univerzity v Bonne. Prvým autorom článku bol jeho kolega Jan Klärs.
Ochladené fotóny
Keď sa atómy rubídia mimoriadne ochladia a skoncentrujú, začnú sa správať ako jedna "superčastica". Taký stav hmoty sa nazýva Boseov-Einsteinov kondenzát.
V princípe by to malo fungovať aj pre častice svetla, čiže fotóny. Problémom však bola skutočnosť, že fotóny pri "ochladzovaní" miznú. S poklesom teploty klesá počet fotónov. Súbežné ochladzovanie a koncentrovanie svetla očividne predstavovalo nemožnú úlohu.
Napriek tomu ju však vyriešila štvorica bonnských fyzikov, okrem spomenutých to boli ešte Julian Schmitt a Frank Vewinger.
Vedci použili dve zrkadlá s vysokou odrazivosťou. Nechali svetelný lúč, aby sa od nich odrážal sem a tam. Medzi povrchy zrkadiel dodali roztok farbiva, do molekúl ktorého pri odrazoch opakovane narážali fotóny.
Molekuly najprv fotóny "prehltli" a potom ich zasa "vypľuli". "Fotóny počas tohto procesu nadobudli teplotu tekutiny. Navzájom sa týmto spôsobom ochladili na izbovú teplotu a nestratili sa pri tom," povedal Martin Weitz.
S kolegami následne zvýšili množstvo fotónov medzi zrkadlami laserom vyvolali excitáciu roztoku. Skoncentrovali ochladené častice svetla, až sa z nich stal "superfotón".
Výkonnejšie počítače
Fotonický Boseov-Einsteinov kondenzát je celkom nový zdroj svetla. Vlastnosťami pripomína lasery, no má jednu veľkú výhodu. "V súčasnosti nedokážeme zhotovovať lasery, ktoré generujú veľmi krátkovlnné svetlo. Fotonický Boseov-Einsteinov kondenzát by to však mal umožniť," vysvetlil Jan Klärs.
Zíde sa to najmä pri výrobe výkonnejších počítačových čipov. Lasermi sa totiž gravírujú logické obvody do polovodičových materiálov, pričom o jemnosti detailov rozhoduje vlnová dĺžka svetla príslušného laseru. Dlhovlnné lasery sa nehodia na presnejšiu prácu.
Lasery využívajúce "superfotón" by pracovali v oblasti röntgenového žiarenia. Výsledkom by boli oveľa zložitejšie obvody na tom istom kremíkovom povrchu.
Umožnilo by to zrod novej generácie vysokovýkonných čipov, a tým aj počítačov. A podporilo aj rozvoj spektroskopie (analýzy na základe skúmania rozloženého svetla) a fotovoltaiky.
Zdroje: Nature z 25.11.2010, Komuniké Universität Bonn z 24.11.2010
