Kdo si nikdy nezkusil udělat Möbiovu pásku, jako by ani nežil. Je to přitom velice snadné. Stačí vzít proužek papíru, otočit jeden konec o 180 stupňů a pak slepit. Takhle jednoduše vznikne objekt s dost neuvěřitelnými vlastnostmi. Möbiova páska je trojrozměrná, ale přitom má jenom jednu stranu a jednu hranu. Když se uprostřed podélně rozstřihne, tak oproti očekávání vznikne jediná páska, delší a užší než ta původní. Pokud se to povede a předvádějící k tomu vytvoří rozechvělou atmosféru tajemna, tak slabší povahy téměř omdlévají. Möbiovu pásku si oblíbil i M.C. Escher a zvěčnil ji ve svých nezapomenutelných grafických kreacích. Magie Möbiovy pásky ale není ani zdaleka omezená jenom na papír.
Isaac Freund z izraelské Bar-Ilanovy univerzity v roce 2005 navrhl, že by bylo možné zkroutit paprsky polarizovaného světla. Doufal tehdy, že když se to někomu povede, tak by to mohlo odstartovat zásadní výzkum interakcí světla a hmoty, následovaný vývojem zajímavých aplikací, jako třeba světlených pastí pro lapání drobných částeček v biomedicíně. Freund na svůj nápad nezanevřel a v roce 2010 k němu ještě přidal návod, jak něco takového vyzkoušet. Podle něj bylo třeba připravit dva paprsky polarizovaného světla a nechat je navzájem určitým způsobem interferovat. Interfence paprsků pak podle Freunda polarizované světlo zkroutí do atraktivního tvaru Möbiovy pásky.
Nápady Isaaca Freunda se inspiroval tým Gerda Leuchse z Max Planck institutu vědy o světle v německém Erlangenu. Byli úspěšní a poprvé v historii se jim podařilo vytvarovat paprsek světla do Möbiovy pásky. Leuchsův tým nechal navzájem interferovat dva poměrně exotické, strukturované zelené laserové paprsky. Strukturované laserové paprsky přitom jsou velmi specificky polarizované. Světlo paprsků se nakonec zkroutilo podle jejich představ.
Pro Leuchsova kolegu Petera Banzera jde o první experimentální důkaz, že Möbiova páska z polarizovaného světla může doopravdy existovat a že tedy světlo může vytvořit strukturu s jednou stranou a jednou hranou. Leuchs a spol. tím vyřešili desetiletí dohadů mezi odborníky a potvrdili, že světlo je nevysychajícím zdrojem pozoruhodných objevů. Freund je samozřejmě nadšený a chválí studii Leuchse a spol., právě publikovanou v časopisu Science, jako husarský kousek na samotném pokraji možností soudobých optických technologií. Význam Möbiovy pásky z polarizovaného světla podle skromného Freunda sahá daleko za pouhé potvrzení nějaké predikce. Názorně totiž předvádí, že je možné pracovat s trojrozměrnou strukturou polarizovaného světla.
Pro připomenutí – jak funguje polarizační filtr. Kredit: Dave3457, Wikimedia Commons. |
Video: Awesome Science Experiment – Mobius Strip & Magic Paper - Paper Arts. Kredit: Leroy Füllgraf.
Literatura
NewScientist 29. 1. 2015, Science online 29. 1. 2015, Wikipedia (Möbius strip).
Diskuze:
Páska či nepáska, se světlem obvykle interaguje
Josef Hrncirik,2015-01-30 19:13:45
jen malá prostorová oblast řekněme max. jen cca n.10 citlivých chemických vazeb a asi nikdy delší než půlvlna. Tj. vlastně detektor nikdy neví o vzdálenější oblasti světla, natož o pásce a ještě k tomu speciálně M.p.. Z hlediska detekce je asi foton spíše částice než vlna. Možná jsem málo optimistický a navíc se mýlím. Navíc sobecky čekám, že mě někdo zdarma poučí.
Pavel Hudecek,2015-01-31 13:21:13
Foton je pojmenování faktu, že světlo předává svou energii po pevně daných kvantech. To víme jistě. Taky jistě víme, že se prostorem šíří jako vlny. O tom, zda "tenhle kousek vlny je jeden foton, vedle je další, ..", nebo "tahle vlna nese energii 10 fotonů" sice můžeme diskutovat, ale neexistují experimentální data, která by první variantu potvrzovala.
V případě diskutovaného článku jde nejspíš o úvahu tohoto typu: Möbiova páska má nějaké matematické vlastnosti. Nyní jsme světlo naaranžovali tak, že se vlny v nějakém místě sešly do formy mající také takové.
To běhal paprsek v lomivém prostředí do kruhu
Josef Hrncirik,2015-01-30 10:20:37
a jeho vektor pole jako by byl uložen či tvořil pásku (a jak dlouho, než by se utlumil?),nebo interferencí ?(v ? nelomivém prostředí vznikla oblast pole, kde v jisté? šířce pásku se pole dalo znázornit jako M.p.? ev. jak ostré a jedinečné to mělo hranice). Prosím o poučení, či nápovědu nebo náznak.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
